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(che)間主(zhu)要(yao)(yao)采用傳(chuan)統濕型砂(sha)鑄(zhu)造工(gong)藝生產鑄(zhu)鐵平板鑄(zhu)件，在長期的生產中(zhong)，發(fa)現鑄(zhu)鋼件主(zhu)要(yao)(yao)出現以(yi)下鑄(zhu)造缺陷(xian)，砂(sha)眼，粘砂(sha)，氣孔，孔，夾砂(sha)結ba，脹砂(sha)等(deng)等(deng)。
1.砂(sha)(sha)(sha)(sha)眼：砂(sha)(sha)(sha)(sha)眼缺陷處(chu)內部或表(biao)面(mian)有充塞著型（芯）砂(sha)(sha)(sha)(sha)的小孔(kong)，砂(sha)(sha)(sha)(sha)眼是(shi)一種常見的鑄造缺陷，往(wang)往(wang)導致鑄鐵平(ping)板(ban)鑄件(jian)報廢。砂(sha)(sha)(sha)(sha)眼是(shi)由于金屬液從砂(sha)(sha)(sha)(sha)型型腔表(biao)面(mian)沖下來的砂(sha)(sha)(sha)(sha)粒(li)（塊），或者在造型，合(he)箱操作中落人型腔中的砂(sha)(sha)(sha)(sha)粒(li)（塊）來不及浮入澆冒系統，留在鑄件(jian)內部或表(biao)面(mian)而造成的。
砂(sha)眼的預防措施：
（1）嚴格(ge)控(kong)制型(xing)砂(sha)性能(neng)，提高砂(sha)型(xing)芯的表面(mian)強(qiang)度和緊實度，減(jian)少毛刺和銳角(jiao)，減(jian)少沖砂(sha)。
（2）合(he)(he)箱前把型(xing)腔(qiang)和砂(sha)芯表面(mian)的浮砂(sha)處理(li)干(gan)凈(jing)，平穩合(he)(he)箱，如果(guo)是明冒口或貫通出氣眼(yan)，應避免散砂(sha)從中掉(diao)人型(xing)腔(qiang)，合(he)(he)箱后(hou)要盡快(kuai)澆(jiao)注。
（3）設置正確(que)合理的(de)澆(jiao)冒系統，避免金屬液對(dui)型壁和砂芯的(de)沖刷力過大(da)。
（4）澆口杯表面要光滑，不能有浮砂(sha)。
2.粘砂：在鑄鐵平板(ban)鑄件表面上，全部(bu)或部(bu)分覆蓋著一(yi)層(ceng)金屬(或金屬氧化物)與砂（或涂料）的(de)混（化）合物或一(yi)層(ceng)燒(shao)結構的(de)型(xing)砂，致使鑄件表面粗糙，難于(yu)清理。
粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)多發(fa)生在(zai)型、芯表(biao)面受熱作用強烈(lie)的(de)部位，分機械(xie)粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)和化學(xue)粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)兩種。機械(xie)粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)是由(you)金(jin)屬(shu)液滲入(ru)鑄(zhu)型表(biao)面的(de)微孔中形(xing)(xing)(xing)(xing)成的(de)，當(dang)滲入(ru)shendu小于砂(sha)(sha)(sha)(sha)粒半徑時(shi)，鑄(zhu)鐵平(ping)板(ban)鑄(zhu)件不形(xing)(xing)(xing)(xing)成粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)，只是表(biao)面粗(cu)糙，當(dang)滲入(ru)shendu大于砂(sha)(sha)(sha)(sha)粒半徑時(shi)， 形(xing)(xing)(xing)(xing)成機械(xie)粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)，化學(xue)粘(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)是金(jin)屬(shu)氧化物和造(zao)型材料相互進行化學(xue)作用的(de)產物，與鑄(zhu)件牢固地結合(he)在(zai)一起而形(xing)(xing)(xing)(xing)成的(de)。
粘(zhan)砂的預防措施：
（1）選用耐火度高(gao)的(de)(de)砂(sha)，以(yi)提高(gao)型砂(sha)，芯(xin)砂(sha)的(de)(de)耐火度，原(yuan)砂(sha)的(de)(de)SiO2含量(liang)在(zai)96（質量(liang)分數）以(yi)上，而且砂(sha)粒應(ying)對粗(cu)些。鑄鐵平(ping)板鑄件的(de)(de)澆注(zhu)溫度越高(gao)，壁厚越厚，對原(yuan)砂(sha)中SiO2含量(liang)的(de)(de)要求越高(gao)。
（2）適當降(jiang)低澆注(zhu)溫度和提(ti)高澆注(zhu)速度，減輕金屬液對砂型的熱力學和物理化學作(zuo)用(yong)。
（3）砂型緊實度要(yao)高（通(tong)常大于85）且均勻(yun)，減少(shao)砂粒間隙；型、芯修補到位，不能有局部疏松。
（4）采用在高(gao)溫下不開裂、不燒結(jie)成熔(rong)洞的涂料。
3.氣(qi)孔(kong)：在鑄件內(nei)部(bu)，表面(mian)或近于表面(mian)處，有(you)大小不等(deng)的(de)光滑(hua)孔(kong)眼，形(xing)狀有(you)圓的(de)，長的(de)及不規則的(de)，有(you)單個的(de)，也有(you)聚(ju)集成片的(de)。顏色(se)有(you)白色(se)的(de)或帶一層暗(an)色(se)，有(you)時覆有(you)一層氧化皮。由于氣(qi)體的(de)來(lai)源和(he)形(xing)成原因不同(tong)，氣(qi)孔(kong)的(de)表現(xian)形(xing)式也各(ge)不相(xiang)同(tong)，有(you)侵入性氣(qi)孔(kong)、析出性氣(qi)孔(kong)和(he)反應性氣(qi)孔(kong)。
侵入(ru)性(xing)氣孔體(ti)積(ji)較大，形狀近似梨形，常出現在鑄(zhu)鐵平(ping)板鑄(zhu)件上部(bu)靠近型(xing)芯(xin)壁或澆注位(wei)置處，主(zhu)要是(shi)由于(yu)砂(sha)型(xing)芯(xin)中產生的氣體(ti)侵入(ru)金屬中未(wei)能逸出造成的，梨形氣孔小端位(wei)置表明氣體(ti)由該處進入(ru)鑄(zhu)人(ren)件。
析出(chu)(chu)性氣孔多(duo)而分散(san)，一般位于鑄件(jian)(jian)表面，往往同(tong)一爐鑄件(jian)(jian)幾乎都會(hui)出(chu)(chu)現，主要是(shi)由于金屬(shu)在熔煉過程(cheng)中吸收(shou)的氣體在凝固前未能(neng)全(quan)部析出(chu)(chu)， 在鑄件(jian)(jian)中形成許(xu)多(duo)分散(san)的小氣孔。
反應性氣孔(kong)是由于金屬一(yi)鑄型界面發生(sheng)化學反應而產生(sheng)的氣孔(kong)，因(yin)其(qi)分布均(jun)勻且(qie)往(wang)往(wang)在(zai)鑄件表皮(pi)以下1-3mm處（有(you)時在(zai)一(yi)層(ceng)氧化皮(pi)下面）出現(xian)，所(suo)以又(you)稱為皮(pi)下氣孔(kong)。又(you)由于這種氣孔(kong)多(duo)呈(cheng)細長形針(zhen)孔(kong)狀，其(qi)長軸與(yu)鑄件表面垂直(zhi)，又(you)可將(jiang)其(qi)稱為針(zhen)孔(kong)。
氣孔的預防措施：
（1）采用(yong)(yong)潔凈干燥的(de)爐料，限制(zhi)含氣(qi)量(liang)較多的(de)爐料的(de)使用(yong)(yong)，降低熔(rong)煉時金屬(shu)的(de)吸(xi)氣(qi)量(liang)；澆包要烘干燙包；可以適當提高澆注溫度以利于氣(qi)體擴散(san)。
（2）澆注鑄鐵平板時控制好壓頭(tou)和速(su)度(du)，保(bao)證(zheng)鋼水(shui)平穩充填砂型(xing)型(xing)腔，避免產生紊流，防止卷入(ru)氣體(ti)。
（3）減(jian)少發(fa)氣(qi)量(liang)，控(kong)制型（芯(xin)）砂水分及發(fa)氣(qi)原料的含量(liang)，減(jian)少砂型在澆注過(guo)程中的發(fa)氣(qi)量(liang)，不使用受潮(chao)，生銹或(huo)有油污的冷鐵(tie)和芯(xin)撐等。
（4）gaishan砂型(xing)的(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)，選擇合適的(de)砂型(xing)緊實度，提高砂型(xing)和型(xing)芯的(de)透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)；合理安排出氣(qi)眼(yan)，使型(xing)（芯）內氣(qi)體能順利(li)排出。
（5）提高氣體(ti)進入金(jin)屬(shu)液的阻(zu)力.合理設計澆注(zhu)系統,避免(mian)澆注(zhu)時卷入氣體(ti),在型（芯）表面涂(tu)刷涂(tu)料以減少(shao)少(shao)金(jin)屬(shu)一(yi)鑄型的界面作用。
4.縮孔、縮松(song)
縮孔、縮松的(de)預防(fang)措(cuo)施：
（1）盡量降(jiang)低注(zhu)溫度和(he)澆(jiao)注(zhu)速度,澆(jiao)注(zhu)后期的(de)補澆(jiao)要(yao)充分到位(wei)。（2）合理設計澆(jiao)冒系統,壁厚(hou)(hou)小且均勻的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)要(yao)采(cai)用(yong)同時凝(ning)固(gu),壁厚(hou)(hou)大(da)且不(bu)均勻的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)采(cai)用(yong)由薄向厚(hou)(hou)的(de)順序凝(ning)固(gu),使鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)平板鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)得到充分補縮。（3）在鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)厚(hou)(hou)斷面部位(wei),合理放(fang)置(zhi)內,外冷鐵(tie)。（4）盡量減少鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)熱節(jie)部位(wei)。
5.裂(lie)(lie)(lie)紋：裂(lie)(lie)(lie)紋分(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S引(yin)起(qi)，多為(wei)不規則形狀,裂(lie)(lie)(lie)口處金(jin)屬表(biao)皮(pi)氧(yang)化;冷裂(lie)(lie)(lie)主要(yao)由P引(yin)起(qi),裂(lie)(lie)(lie)口較直,開裂(lie)(lie)(lie)處有金(jin)屬光澤,有時出現輕微氧(yang)化色。部分(fen)鑄鐵(tie)平板鑄件(jian)采用水爆清砂(sha)工藝，亦可導致(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋。
裂紋的預防措施：
（1）提(ti)高砂型和砂芯的退讓性。（2）嚴格控制爐料(liao)及鐵(tie)水(shui)中的S、P含(han)量。（3）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件壁厚盡量均(jun)勻,避免壁厚的突然改(gai)變,條件允許時(shi),可適當設(she)置(zhi)加強(qiang)筋,兩截面(mian)交接部位采(cai)用圓(yuan)角連接,以減少應力集(ji)中。（4）調節鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件各部位冷(leng)卻速度(du),避免鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件局部過(guo)熱(re),在厚大斷面(mian)或熱(re)節處放(fang)置(zhi)冷(leng)鐵(tie),內澆(jiao)道適當分(fen)散(san),使鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件各部位溫(wen)度(du)趨向均(jun)勻,澆(jiao)冒口當應阻(zu)礙(ai)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件的收(shou)縮。（5）鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵(tie)平(ping)板(ban)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件澆(jiao)注(zhu)后,開型不(bu)能(neng)過(guo)早,采(cai)用水(shui)爆清砂工藝的鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件應掌握(wo)好溫(wen)度(du)和時(shi)間。
6.其他鑄造缺陷
（1）鑄件比較容易變形(xing).某些(xie)鑄件加工后,放置一段時間(jian)后會出(chu)現變形(xing)。
預(yu)防措施：適當添加(jia)加(jia)強筋(jin);適當增加(jia)加(jia)工余(yu)量(liang);采用反變(bian)形工藝；將鑄(zhu)件進行去應力(li)退火,xiaochu鑄(zhu)件的內應力(li)；采用時效處理。
（2）冷(leng)隔 在鑄(zhu)件上有未完全(quan)ronghe的(de)縫隙或(huo)凹坑,其交界邊緣是圓(yuan)滑的(de)。
預防措施：提高澆注(zhu)溫度(du)和(he)澆注(zhu)速度(du);gaishan澆注(zhu)系統(tong);澆注(zhu)時不斷流。
（3）澆不足 由(you)于金屬液未完全充滿型腔而產生的(de)鑄件缺肉。預防措施;提高(gao)澆注溫度(du)和澆注速度(du);不要斷流和防止(zhi)跑火;澆注后期(qi)的(de)點(dian)澆補縮(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。
