鑄鐵平板生產過程中鑄造缺陷防止與解決方案 上
2019年09月11日
新聞詳情
鑄鐵平板在生產過程中經常會發生各種不同的鑄造缺陷，如何預防這些缺陷；一直是鑄鐵平板生產廠家關注的問題。本文正創主要介紹了這方面的一些認識和實踐經驗。
車間(jian)主要采用(yong)傳統(tong)濕型砂(sha)鑄(zhu)(zhu)造(zao)工(gong)藝(yi)生(sheng)產鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)(zhu)件，在長期的生(sheng)產中，發現鑄(zhu)(zhu)鋼件主要出現以(yi)下鑄(zhu)(zhu)造(zao)缺陷，砂(sha)眼，粘砂(sha)，氣孔(kong)，孔(kong)，夾砂(sha)結ba，脹砂(sha)等等。
1.砂眼：砂眼缺陷處內部或表面(mian)有充塞著型(xing)(xing)（芯）砂的(de)小孔，砂眼是(shi)一(yi)種常見的(de)鑄造(zao)缺陷，往往導致鑄鐵平板鑄件報廢。砂眼是(shi)由(you)于金屬(shu)液從砂型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔表面(mian)沖(chong)下來(lai)的(de)砂粒（塊(kuai)），或者在造(zao)型(xing)(xing)，合(he)箱(xiang)操作中落人型(xing)(xing)腔中的(de)砂粒（塊(kuai)）來(lai)不及浮(fu)入澆冒系統，留在鑄件內部或表面(mian)而造(zao)成(cheng)的(de)。
砂眼的預(yu)防(fang)措施：
（1）嚴格控(kong)制型砂(sha)性能，提高砂(sha)型芯(xin)的表面強(qiang)度(du)和緊實(shi)度(du)，減少毛(mao)刺和銳(rui)角，減少沖砂(sha)。
（2）合箱前(qian)把型腔和(he)砂芯表面的浮砂處理干凈，平(ping)穩合箱，如(ru)果是明冒口或貫(guan)通出(chu)氣(qi)眼(yan)，應避(bi)免散(san)砂從中掉人型腔，合箱后要盡快澆注。
（3）設置正(zheng)確合理的澆冒系統，避免金屬液對型壁和砂(sha)芯的沖(chong)刷力過大。
（4）澆(jiao)口杯表面要光滑，不能有(you)浮砂。
2.粘砂：在鑄鐵平(ping)板鑄件表面上，全(quan)部或(huo)部分(fen)覆蓋著一層金屬(或(huo)金屬氧(yang)化物)與砂（或(huo)涂料）的(de)混（化）合物或(huo)一層燒(shao)結構(gou)的(de)型砂，致使鑄件表面粗(cu)糙，難于清理(li)。
粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)多發生在型、芯表(biao)面(mian)受熱作(zuo)(zuo)用(yong)強烈的部位，分機(ji)械粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)和(he)化(hua)學(xue)粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)兩種(zhong)。機(ji)械粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)是由金(jin)屬液滲入鑄型表(biao)面(mian)的微孔中形成(cheng)(cheng)的，當(dang)滲入shendu小于砂(sha)(sha)(sha)(sha)粒(li)(li)半徑(jing)時(shi)，鑄鐵(tie)平板鑄件不(bu)形成(cheng)(cheng)粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)，只是表(biao)面(mian)粗糙，當(dang)滲入shendu大于砂(sha)(sha)(sha)(sha)粒(li)(li)半徑(jing)時(shi)， 形成(cheng)(cheng)機(ji)械粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)，化(hua)學(xue)粘砂(sha)(sha)(sha)(sha)是金(jin)屬氧化(hua)物和(he)造型材料相(xiang)互進行化(hua)學(xue)作(zuo)(zuo)用(yong)的產物，與鑄件牢固地結合在一(yi)起而(er)形成(cheng)(cheng)的。
粘(zhan)砂的(de)預防措(cuo)施(shi)：
（1）選用耐火度高(gao)的砂(sha)，以(yi)提高(gao)型砂(sha)，芯砂(sha)的耐火度，原砂(sha)的SiO2含量在96（質量分(fen)數）以(yi)上(shang)，而(er)且砂(sha)粒應對(dui)粗些。鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件的澆注溫度越高(gao)，壁厚越厚，對(dui)原砂(sha)中SiO2含量的要求越高(gao)。
（2）適當(dang)降低澆注溫度和(he)提(ti)高澆注速度，減輕金屬(shu)液對(dui)砂型的熱力(li)學和(he)物(wu)理化學作用。
（3）砂型緊(jin)實度要高（通(tong)常(chang)大于(yu)85）且均(jun)勻(yun)，減(jian)少砂粒間隙；型、芯修補到位，不能有局部疏松。
（4）采用在(zai)高溫下不開裂(lie)、不燒(shao)結成熔洞(dong)的涂料。
3.氣孔(kong)(kong)：在鑄件(jian)內部，表面或近于表面處，有(you)(you)大小不(bu)(bu)等的(de)光滑(hua)孔(kong)(kong)眼，形狀有(you)(you)圓的(de)，長(chang)的(de)及不(bu)(bu)規則的(de)，有(you)(you)單個的(de)，也有(you)(you)聚集成片的(de)。顏色(se)(se)有(you)(you)白色(se)(se)的(de)或帶一(yi)層(ceng)暗(an)色(se)(se)，有(you)(you)時(shi)覆(fu)有(you)(you)一(yi)層(ceng)氧(yang)化皮。由于氣體(ti)的(de)來源和形成原(yuan)因不(bu)(bu)同，氣孔(kong)(kong)的(de)表現形式也各不(bu)(bu)相同，有(you)(you)侵入性(xing)氣孔(kong)(kong)、析(xi)出性(xing)氣孔(kong)(kong)和反應性(xing)氣孔(kong)(kong)。
侵入(ru)(ru)(ru)性氣(qi)孔體(ti)積較大，形狀近(jin)似梨形，常(chang)出現在鑄鐵平板鑄件上(shang)部(bu)靠近(jin)型芯壁或澆注位置(zhi)處(chu)，主要是由于砂型芯中產生的(de)氣(qi)體(ti)侵入(ru)(ru)(ru)金屬中未能逸出造成的(de)，梨形氣(qi)孔小端位置(zhi)表明氣(qi)體(ti)由該處(chu)進(jin)入(ru)(ru)(ru)鑄人件。
析出(chu)性氣(qi)孔(kong)多(duo)而分散(san)，一般(ban)位于(yu)(yu)鑄件(jian)表面，往(wang)(wang)往(wang)(wang)同一爐(lu)鑄件(jian)幾乎(hu)都(dou)會出(chu)現(xian)，主(zhu)要是由于(yu)(yu)金(jin)屬(shu)在熔煉(lian)過程(cheng)中吸(xi)收的氣(qi)體在凝固前(qian)未能全(quan)部析出(chu)， 在鑄件(jian)中形成許多(duo)分散(san)的小氣(qi)孔(kong)。
反應性氣孔(kong)是由于金屬一鑄型界面(mian)發生(sheng)化學反應而產(chan)生(sheng)的氣孔(kong)，因其(qi)(qi)分布均勻且往往在鑄件(jian)表(biao)(biao)皮(pi)以下1-3mm處（有時在一層氧化皮(pi)下面(mian)）出現，所以又稱為皮(pi)下氣孔(kong)。又由于這種氣孔(kong)多呈細長形針孔(kong)狀，其(qi)(qi)長軸與(yu)鑄件(jian)表(biao)(biao)面(mian)垂直，又可(ke)將(jiang)其(qi)(qi)稱為針孔(kong)。
氣孔的預(yu)防(fang)措(cuo)施：
（1）采用潔凈干燥的爐(lu)料，限制(zhi)含氣量較多的爐(lu)料的使用，降(jiang)低熔煉時金屬的吸氣量；澆(jiao)包(bao)要烘(hong)干燙包(bao)；可以適當(dang)提(ti)高澆(jiao)注(zhu)溫(wen)度以利于(yu)氣體(ti)擴散。
（2）澆注鑄鐵平(ping)板時控(kong)制好壓頭和速度(du)，保證鋼水平(ping)穩(wen)充填砂(sha)型型腔，避免產生紊流，防(fang)止卷入氣體(ti)。
（3）減少(shao)發(fa)(fa)氣量(liang)(liang)，控(kong)制型(xing)（芯(xin)）砂(sha)水(shui)分及(ji)發(fa)(fa)氣原料的(de)含量(liang)(liang)，減少(shao)砂(sha)型(xing)在(zai)澆注過程中的(de)發(fa)(fa)氣量(liang)(liang)，不使用(yong)受潮，生銹或有油污的(de)冷鐵和芯(xin)撐(cheng)等。
（4）gaishan砂型(xing)的(de)透(tou)氣性，選擇合適的(de)砂型(xing)緊實度，提高砂型(xing)和(he)型(xing)芯(xin)的(de)透(tou)氣性；合理安(an)排(pai)(pai)出氣眼，使型(xing)（芯(xin)）內氣體能順利排(pai)(pai)出。
（5）提高氣體(ti)進入金屬液的阻力.合理設計澆注系統,避免澆注時卷入氣體(ti),在型(xing)（芯）表(biao)面涂刷涂料以減(jian)少(shao)少(shao)金屬一鑄型(xing)的界面作用。
4.縮(suo)(suo)孔、縮(suo)(suo)松
縮孔、縮松的預防(fang)措(cuo)施：
（1）盡量降低(di)注(zhu)(zhu)溫度和澆注(zhu)(zhu)速(su)度,澆注(zhu)(zhu)后(hou)期的補(bu)澆要充分到位(wei)(wei)。（2）合(he)理設計澆冒系統,壁(bi)厚(hou)(hou)小且均勻的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)要采用同(tong)時凝固,壁(bi)厚(hou)(hou)大且不均勻的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)采用由薄(bo)向厚(hou)(hou)的順序凝固,使鑄(zhu)(zhu)(zhu)鐵平板鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)得(de)到充分補(bu)縮。（3）在鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)厚(hou)(hou)斷面部位(wei)(wei),合(he)理放置內,外冷鐵。（4）盡量減(jian)少鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的熱節(jie)部位(wei)(wei)。
5.裂(lie)(lie)(lie)紋：裂(lie)(lie)(lie)紋分(fen)為熱(re)裂(lie)(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)(lie)。熱(re)裂(lie)(lie)(lie)主要由S引起，多(duo)為不規則形(xing)狀,裂(lie)(lie)(lie)口處金(jin)屬表皮氧(yang)化;冷裂(lie)(lie)(lie)主要由P引起,裂(lie)(lie)(lie)口較直(zhi),開裂(lie)(lie)(lie)處有金(jin)屬光澤(ze),有時出現輕(qing)微氧(yang)化色。部分(fen)鑄鐵平板鑄件采用水爆(bao)清(qing)砂工藝，亦可導致裂(lie)(lie)(lie)紋。
裂紋(wen)的(de)預防措(cuo)施(shi)：
（1）提高砂型和(he)砂芯的退讓(rang)性。（2）嚴(yan)格(ge)控制(zhi)爐料及鐵(tie)水中(zhong)(zhong)的S、P含量。（3）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)(ping)(ping)板鑄(zhu)(zhu)件(jian)壁(bi)厚盡量均(jun)勻,避(bi)免(mian)壁(bi)厚的突然(ran)改變,條件(jian)允許時(shi)(shi),可適當設置(zhi)加強筋,兩(liang)截(jie)面交接部位(wei)采用(yong)圓角連接,以減少應力集(ji)中(zhong)(zhong)。（4）調節鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)(ping)(ping)板鑄(zhu)(zhu)件(jian)各部位(wei)冷卻速度,避(bi)免(mian)鑄(zhu)(zhu)件(jian)局部過熱(re)(re),在(zai)厚大斷(duan)面或熱(re)(re)節處放置(zhi)冷鐵(tie),內澆道適當分(fen)散,使(shi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)各部位(wei)溫度趨向(xiang)均(jun)勻,澆冒口當應阻礙(ai)鑄(zhu)(zhu)件(jian)的收縮(suo)。（5）鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)(ping)(ping)板鑄(zhu)(zhu)件(jian)澆注后,開型不能過早,采用(yong)水爆清砂工藝的鑄(zhu)(zhu)件(jian)應掌握好溫度和(he)時(shi)(shi)間。
6.其他鑄造缺(que)陷
（1）鑄件(jian)比較容(rong)易變形.某些鑄件(jian)加工(gong)后(hou),放置一段(duan)時間后(hou)會出現(xian)變形。
預防措施：適當添加(jia)(jia)(jia)加(jia)(jia)(jia)強筋;適當增(zeng)加(jia)(jia)(jia)加(jia)(jia)(jia)工余量;采用(yong)反變形工藝；將鑄件(jian)進行去應(ying)力(li)退火(huo),xiaochu鑄件(jian)的內應(ying)力(li)；采用(yong)時效處理。
（2）冷隔 在鑄件上有未完全(quan)ronghe的縫隙或凹(ao)坑,其交界(jie)邊(bian)緣是(shi)圓滑的。
預防措施：提(ti)高(gao)澆(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)注速(su)度;gaishan澆(jiao)注系統;澆(jiao)注時(shi)不斷流。
（3）澆(jiao)(jiao)不(bu)足 由于金屬液(ye)未完全充滿(man)型腔(qiang)而(er)產生(sheng)的(de)鑄(zhu)件缺(que)肉。預防(fang)措施;提(ti)高澆(jiao)(jiao)注(zhu)溫度和澆(jiao)(jiao)注(zhu)速度;不(bu)要斷流和防(fang)止跑火(huo);澆(jiao)(jiao)注(zhu)后期的(de)點澆(jiao)(jiao)補(bu)縮(suo)到位。
鑄鐵平板（鑄鐵平臺）消失模鑄造是一種近無切削加工鑄造工藝，具有鑄件度高、設計靈活、無砂芯、生產環境清潔、投資和生產成本低等優點。此項技術在國內外發展 迅速，各項相關技術都取得了長足進步。消失模鑄造技術在鑄鋁、鑄銅、鑄鐵等材料上得到較好的應用，但在鑄鋼生產的應用上則相對滯后。雖然在高錳鋼、耐磨鋼等鋼種上也有成功應用的報道，但在實際的生產過程中，由于鑄件在澆注充型過程中，金屬液的流動前沿是熱解的消失模產物（氣體和液體），會與金屬液發生反應并影響到金屬液質量，如果熱解產物不能順利排出， 容易引起氣孔、增碳、增氫等缺陷，使該技術的應用受到一定的限制。消失模鑄鐵件的常見缺陷 是氣孔，因此對其產生的原因進行分析并提出相應的防止措施，為消失模鑄造技術 地應用于鑄鐵件的生產提供指導是 要的。
