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
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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(zhu)要(yao)采用傳統濕型砂鑄(zhu)(zhu)造(zao)工藝生產(chan)鑄(zhu)(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)(zhu)件，在長(chang)期的生產(chan)中，發現鑄(zhu)(zhu)鋼件主(zhu)要(yao)出(chu)現以下(xia)鑄(zhu)(zhu)造(zao)缺陷，砂眼，粘砂，氣孔，孔，夾砂結ba，脹砂等等。
1.砂(sha)(sha)眼：砂(sha)(sha)眼缺陷處內(nei)部或表面(mian)有充塞著型(xing)（芯(xin)）砂(sha)(sha)的(de)小孔，砂(sha)(sha)眼是一種常見的(de)鑄造(zao)缺陷，往(wang)往(wang)導(dao)致鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)(jian)報廢。砂(sha)(sha)眼是由于金(jin)屬液從(cong)砂(sha)(sha)型(xing)型(xing)腔表面(mian)沖下來(lai)的(de)砂(sha)(sha)粒（塊），或者在造(zao)型(xing)，合箱操作中落人型(xing)腔中的(de)砂(sha)(sha)粒（塊）來(lai)不及(ji)浮(fu)入(ru)澆冒系統，留在鑄件(jian)(jian)內(nei)部或表面(mian)而(er)造(zao)成的(de)。
砂眼的預防措(cuo)施：
（1）嚴格控制型砂性能(neng)，提高砂型芯的表面強度(du)和緊(jin)實度(du)，減(jian)少毛刺和銳(rui)角，減(jian)少沖砂。
（2）合(he)(he)箱前把型腔和(he)砂芯表面的浮砂處(chu)理干凈，平穩(wen)合(he)(he)箱，如果(guo)是明冒口或貫通出氣眼，應避免散砂從中掉(diao)人(ren)型腔，合(he)(he)箱后要(yao)盡(jin)快澆注(zhu)。
（3）設(she)置正確合理的澆冒系(xi)統，避免金(jin)屬液對(dui)型壁和砂芯的沖刷(shua)力過大(da)。
（4）澆(jiao)口杯表面(mian)要(yao)光(guang)滑，不能有浮(fu)砂。
2.粘砂：在(zai)鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)表(biao)面上，全部或部分覆蓋(gai)著一層(ceng)金(jin)屬(或金(jin)屬氧化(hua)物)與砂（或涂料）的(de)混（化(hua)）合(he)物或一層(ceng)燒結構的(de)型砂，致使鑄件(jian)表(biao)面粗糙，難于清理。
粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)多發(fa)生在型、芯表(biao)面(mian)(mian)受熱作用(yong)強烈的(de)部位，分機械(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)和化學(xue)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)兩種。機械(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)由金屬(shu)液滲(shen)入(ru)鑄型表(biao)面(mian)(mian)的(de)微孔中(zhong)形成(cheng)的(de)，當(dang)(dang)滲(shen)入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)粒半(ban)徑時，鑄鐵(tie)平板鑄件不形成(cheng)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)，只(zhi)是(shi)表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)，當(dang)(dang)滲(shen)入(ru)shendu大(da)于砂(sha)(sha)粒半(ban)徑時， 形成(cheng)機械(xie)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)，化學(xue)粘(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)是(shi)金屬(shu)氧(yang)化物和造型材料相互進行化學(xue)作用(yong)的(de)產物，與(yu)鑄件牢固(gu)地結合在一起而形成(cheng)的(de)。
粘砂的預(yu)防措施：
（1）選(xuan)用耐(nai)火度(du)高的砂(sha)(sha)，以提(ti)高型(xing)砂(sha)(sha)，芯砂(sha)(sha)的耐(nai)火度(du)，原砂(sha)(sha)的SiO2含量在96（質量分數）以上，而且砂(sha)(sha)粒應對粗些。鑄鐵平板鑄件的澆注(zhu)溫度(du)越高，壁厚越厚，對原砂(sha)(sha)中SiO2含量的要求越高。
（2）適當降低澆(jiao)注溫度(du)和(he)提高澆(jiao)注速度(du)，減(jian)輕金屬液對砂型的熱(re)力學和(he)物(wu)理化學作用。
（3）砂型緊實度要高（通常大(da)于85）且(qie)均勻(yun)，減(jian)少(shao)砂粒間(jian)隙；型、芯(xin)修補到(dao)位(wei)，不能(neng)有局部疏松。
（4）采用在(zai)高溫下不(bu)開裂、不(bu)燒結成(cheng)熔洞的涂(tu)料(liao)。
3.氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)：在(zai)鑄件內部，表面或近于表面處，有(you)大小不(bu)等的(de)(de)光(guang)滑孔(kong)(kong)眼，形狀有(you)圓(yuan)的(de)(de)，長(chang)的(de)(de)及不(bu)規則的(de)(de)，有(you)單個(ge)的(de)(de)，也有(you)聚集成片(pian)的(de)(de)。顏色(se)有(you)白色(se)的(de)(de)或帶一層(ceng)(ceng)暗(an)色(se)，有(you)時覆有(you)一層(ceng)(ceng)氧(yang)化皮。由于氣(qi)(qi)(qi)體的(de)(de)來(lai)源和形成原因不(bu)同，氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)的(de)(de)表現形式(shi)也各(ge)不(bu)相同，有(you)侵入性氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)、析出(chu)性氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)和反應(ying)性氣(qi)(qi)(qi)孔(kong)(kong)。
侵入(ru)性氣(qi)(qi)孔(kong)體積較大，形狀近(jin)似梨(li)形，常出(chu)現在鑄鐵平板(ban)鑄件(jian)上部靠近(jin)型芯(xin)壁或(huo)澆注位置處，主要是(shi)由于砂型芯(xin)中(zhong)產生的(de)氣(qi)(qi)體侵入(ru)金屬中(zhong)未能(neng)逸(yi)出(chu)造(zao)成的(de)，梨(li)形氣(qi)(qi)孔(kong)小端(duan)位置表明氣(qi)(qi)體由該處進(jin)入(ru)鑄人件(jian)。
析(xi)出性氣(qi)孔多而(er)分散，一般位于鑄(zhu)件(jian)表面，往往同(tong)一爐鑄(zhu)件(jian)幾乎都會出現(xian)，主要(yao)是由于金(jin)屬在熔煉過(guo)程中吸(xi)收的氣(qi)體在凝固(gu)前未能全部析(xi)出， 在鑄(zhu)件(jian)中形成許多分散的小氣(qi)孔。
反應(ying)性(xing)氣孔是由于金屬一(yi)鑄型界面(mian)發生(sheng)化學(xue)反應(ying)而產生(sheng)的氣孔，因其分布均勻(yun)且往(wang)往(wang)在(zai)鑄件(jian)表(biao)皮以(yi)下(xia)1-3mm處（有時在(zai)一(yi)層氧化皮下(xia)面(mian)）出現，所(suo)以(yi)又(you)稱為皮下(xia)氣孔。又(you)由于這種氣孔多(duo)呈(cheng)細長(chang)形針(zhen)(zhen)孔狀，其長(chang)軸與鑄件(jian)表(biao)面(mian)垂直，又(you)可將其稱為針(zhen)(zhen)孔。
氣(qi)孔(kong)的預(yu)防(fang)措(cuo)施：
（1）采(cai)用潔(jie)凈干(gan)燥的(de)爐料，限(xian)制含氣(qi)(qi)量較多(duo)的(de)爐料的(de)使用，降低熔煉時金屬的(de)吸氣(qi)(qi)量；澆包要烘干(gan)燙包；可(ke)以適當提高澆注溫度(du)以利于氣(qi)(qi)體擴散。
（2）澆注鑄鐵平板時控制好(hao)壓頭(tou)和(he)速度，保證鋼水平穩充填砂型(xing)型(xing)腔，避免產生紊流(liu)，防(fang)止卷(juan)入氣(qi)體。
（3）減(jian)(jian)少(shao)發(fa)氣(qi)(qi)量，控(kong)制型(xing)（芯）砂(sha)水分及發(fa)氣(qi)(qi)原料的(de)含量，減(jian)(jian)少(shao)砂(sha)型(xing)在澆注過程中的(de)發(fa)氣(qi)(qi)量，不使(shi)用受潮，生銹(xiu)或有油污的(de)冷鐵和芯撐等。
（4）gaishan砂(sha)型(xing)(xing)的透(tou)氣(qi)(qi)性，選擇合適的砂(sha)型(xing)(xing)緊(jin)實(shi)度(du)，提高(gao)砂(sha)型(xing)(xing)和型(xing)(xing)芯的透(tou)氣(qi)(qi)性；合理安(an)排(pai)出氣(qi)(qi)眼，使型(xing)(xing)（芯）內氣(qi)(qi)體能順利排(pai)出。
（5）提高氣(qi)體(ti)進入金(jin)屬液的(de)(de)阻力.合理設計澆注系統,避免澆注時卷入氣(qi)體(ti),在型（芯）表(biao)面(mian)涂刷涂料以(yi)減少(shao)少(shao)金(jin)屬一鑄(zhu)型的(de)(de)界面(mian)作用。
4.縮(suo)孔、縮(suo)松
縮(suo)孔、縮(suo)松的(de)預防措施：
（1）盡量(liang)降(jiang)低注(zhu)溫度(du)和澆注(zhu)速度(du),澆注(zhu)后期的(de)補澆要充分(fen)到位。（2）合理設(she)計(ji)澆冒系統,壁(bi)厚(hou)(hou)小且(qie)均勻的(de)鑄件(jian)要采用同(tong)時(shi)凝固,壁(bi)厚(hou)(hou)大且(qie)不均勻的(de)鑄件(jian)采用由薄(bo)向(xiang)厚(hou)(hou)的(de)順序凝固,使鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)得到充分(fen)補縮。（3）在鑄件(jian)厚(hou)(hou)斷面部(bu)位,合理放(fang)置內,外冷鐵(tie)。（4）盡量(liang)減少鑄件(jian)的(de)熱節部(bu)位。
5.裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)：裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)分(fen)為(wei)熱(re)裂(lie)(lie)(lie)和冷裂(lie)(lie)(lie)。熱(re)裂(lie)(lie)(lie)主要(yao)由(you)S引起，多為(wei)不規則形狀,裂(lie)(lie)(lie)口(kou)處(chu)金(jin)屬表皮氧化;冷裂(lie)(lie)(lie)主要(yao)由(you)P引起,裂(lie)(lie)(lie)口(kou)較直,開裂(lie)(lie)(lie)處(chu)有金(jin)屬光澤,有時出(chu)現輕微(wei)氧化色。部分(fen)鑄鐵(tie)平板鑄件采用水爆清砂工藝(yi)，亦可導(dao)致裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)。
裂紋(wen)的預防措(cuo)施：
（1）提高砂(sha)型(xing)和砂(sha)芯的(de)退讓(rang)性。（2）嚴格控制(zhi)爐料及鐵水中的(de)S、P含(han)量。（3）鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件(jian)壁厚(hou)(hou)盡量均(jun)勻,避免壁厚(hou)(hou)的(de)突然(ran)改變,條件(jian)允(yun)許時,可適當設置加強筋,兩截面交接部(bu)位(wei)采(cai)用圓角連接,以減少應力集中。（4）調節鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件(jian)各(ge)部(bu)位(wei)冷卻速度,避免鑄(zhu)件(jian)局部(bu)過熱(re),在厚(hou)(hou)大斷面或熱(re)節處放置冷鐵,內(nei)澆(jiao)道(dao)適當分散(san),使鑄(zhu)件(jian)各(ge)部(bu)位(wei)溫度趨向均(jun)勻,澆(jiao)冒口當應阻礙鑄(zhu)件(jian)的(de)收縮。（5）鑄(zhu)鐵平板(ban)鑄(zhu)件(jian)澆(jiao)注后,開型(xing)不能過早(zao),采(cai)用水爆(bao)清砂(sha)工藝的(de)鑄(zhu)件(jian)應掌(zhang)握好溫度和時間。
6.其他鑄造缺(que)陷
（1）鑄件比較容易變形(xing).某些鑄件加工后,放置(zhi)一段時間后會出(chu)現(xian)變形(xing)。
預防措施：適(shi)當(dang)添加加強(qiang)筋;適(shi)當(dang)增加加工余量;采用反變形(xing)工藝；將鑄(zhu)件進行(xing)去應力(li)退火,xiaochu鑄(zhu)件的內應力(li)；采用時效處理。
（2）冷隔 在(zai)鑄件上有(you)未完全ronghe的(de)縫隙或凹坑,其交(jiao)界邊緣(yuan)是(shi)圓滑的(de)。
預防措施：提(ti)高澆注(zhu)溫度(du)和澆注(zhu)速度(du);gaishan澆注(zhu)系統;澆注(zhu)時不斷流。
（3）澆(jiao)(jiao)不(bu)足(zu) 由(you)于金屬液未完全(quan)充滿型腔而產生的鑄(zhu)件缺(que)肉。預防(fang)措施;提高澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)溫(wen)度和(he)澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)速度;不(bu)要(yao)斷(duan)流和(he)防(fang)止(zhi)跑(pao)火;澆(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)后期的點澆(jiao)(jiao)補縮到位。
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。
