鑄造工藝常見的缺陷及質(zhì)量控制措施

李小亞

（ 冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)有限公司邢臺(tái)機(jī)械廠 054000）

摘要：常見鑄造工藝復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量，往往由于原材料的控制不嚴(yán)格，工藝程序不合理，生產(chǎn)操作不合理，管理系統(tǒng)不完善等其他原因，會(huì)令鑄件產(chǎn)生多種質(zhì)量缺陷。如氣孔、沙眼、礦渣孔、殘余物、收縮、收縮、裂紋、不均勻硬度、球化不良等多種問題。本文主要分析了常見鑄造缺陷的原因，提出了質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：鑄造；工藝；缺陷；措施

0 引言

目前煤炭行業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻，同樣，從事煤炭機(jī)械制造行業(yè)的我們面臨的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，能否生產(chǎn)用戶滿意的產(chǎn)品，關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。我廠生產(chǎn)的礦車車輪，液壓支架柱窩柱帽等鑄件等作為關(guān)鍵零件，其鑄造缺陷不僅降低其承載力，還存在很大的安全隱患。我廠一直致力于這方面的研究，通過分析鑄件產(chǎn)生缺陷的原因，采取相應(yīng)的防范措施，使鑄件缺陷得到了有效的控制。

1 氣孔

1.1 特征描述

在鑄造中，鑄件表面通常會(huì)看到一些小孔，其大小不等，這便是氣孔。由于它的產(chǎn)生原因不同，因此有各種各樣的表達(dá)形式。如常見的侵入性氣孔、降水氣孔和皮下氣孔等。

1.2 出現(xiàn)氣孔的原因分析

氣孔的出現(xiàn)有很多原因，如爐料不干燥或含有氧化物，雜質(zhì)；澆注工具或添加劑在爐前不干燥，型砂含水太多或模具在維修時(shí)沾水太多，型芯烘干不充分或型芯通氣孔被堵塞；澆注溫度過低或倒得太快等等。

1.3 質(zhì)量控制措施

針對(duì)侵入性氣孔盡快控制型砂或芯砂中發(fā)氣物質(zhì)的含量，減少發(fā)氣量，而且要降低濕型砂的含水量，造型與修模時(shí)不能過多的和水，保證砂芯的干燥；析出性氣孔多而分散，一般情況下，對(duì)于同批澆注的鑄件其表面常常會(huì)發(fā)現(xiàn)有析出性氣孔。鑄造爐料要保證潔凈干燥，對(duì)于含氣量較多的爐料嚴(yán)禁使用，同時(shí)保證添加劑的干燥；對(duì)皮下氣孔的預(yù)防控制，包括適當(dāng)提高澆注溫度，減少各種添加劑的加入劑量，盡量減少澆注時(shí)間；澆注時(shí)在鐵液表面覆蓋冰晶石粉，防止金屬液氧化。

2 砂眼、渣孔

2.1 特征描述

材料的缺陷處內(nèi)部或表面往往會(huì)充塞著型（芯）砂的小孔，這就是我們所說的沙眼。如果缺陷形狀不規(guī)則，缺陷充滿夾雜物，則稱為礦渣孔。

2.2 出現(xiàn)砂眼、渣孔的原因分析

型砂的強(qiáng)度太低，或者是砂型和型芯不夠結(jié)實(shí)，當(dāng)砂箱出現(xiàn)局部破壞時(shí)，澆注系統(tǒng)不合理的，內(nèi)澆口方向不對(duì)，金屬液沖壞砂型，合型時(shí)型腔或澆口內(nèi)散砂未清理干凈。

2.3 砂眼、渣孔的質(zhì)量控制措施

砂眼的防止措施：首先，試著提高沙的強(qiáng)度和砂的強(qiáng)度，緊實(shí)度，減少砂芯的毛刺，防止砂粒的產(chǎn)生。其次，在浮砂的空腔和砂芯表面清理之前，要抓緊時(shí)間進(jìn)行澆筑。第三，科學(xué)有效的澆注工藝設(shè)計(jì)，嚴(yán)格避免在墻上的熔融鐵產(chǎn)生過大的沖刷力。

渣孔的質(zhì)量控制措施：科學(xué)有效的澆注工藝設(shè)計(jì)，在澆注過程充填過濾器中，試著提高濾渣的能力，增大鑄件內(nèi)圓角，澆注過程不能中斷。

3 殘?jiān)?/p>

3.1 特征分析

所謂殘?jiān)?，指的就是集中在鑄件表面上某處那些呈現(xiàn)出皺皮狀的缺陷。殘?jiān)珊芏嗟奈镔|(zhì)組成，其中主要組成物為EPS模樣殘留物，較為光亮的皺皮狀物質(zhì)。

3.2 出現(xiàn)殘?jiān)毕莸脑蚍治?/p>

由于殘余物的主要成分是EPS模樣殘留物，所以被分解的氣體的向外釋放速率非常緩慢，因此分解和消失的過程很長。

3.2 殘?jiān)毕莸馁|(zhì)量控制措施

第一、保證良好的涂層透氣性和良好的型砂透氣性；第二、適當(dāng)提高澆注溫度；第三、適當(dāng)提高負(fù)壓；第四、適當(dāng)降低EPS物質(zhì)的密度和緊實(shí)程度；第五、適當(dāng)提高澆注的范圍。

4 縮孔、縮松

4.1特征分析

在鑄件較為厚實(shí)的斷面處或者是軸心處常常會(huì)由于凝固而出現(xiàn)一些表面粗糙的孔洞，而且這些孔洞有些會(huì)帶有樹枝狀的結(jié)晶，這些孔洞中較大而且較為密集的稱為縮孔，較小而又分散的孔洞稱為縮松

4.2 出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷的原因分析

一旦金屬液遇冷凝固時(shí)，這個(gè)過程中產(chǎn)生的液態(tài)收縮和凝固收縮是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過于固態(tài)收縮的，而且鑄件表面最后凝固的地方往往很難得到應(yīng)有的金屬液。

4.3 縮孔、縮松缺陷的質(zhì)量控制措施

第一、不同的鑄件，壁厚不同，相應(yīng)的化學(xué)成分不同，盡量控制好鎂的含量；第二、設(shè)計(jì)科學(xué)的澆注系統(tǒng)，適當(dāng)降低澆注的溫度，盡量使得鑄件表面各處都能得到充分補(bǔ)縮；第三、避免鐵液氧化。

5 裂紋

5.1 特征描述

澆注好的鑄件表面一般都彎曲的裂紋。裂紋分熱裂和冷裂兩種。熱裂的裂口形狀不規(guī)則，端口表面的顏色往往呈現(xiàn)出深黑色，氧化現(xiàn)象較為明顯，且較為曲折。而冷裂的裂口和熱裂彎曲不同，裂口比較直，形狀較為規(guī)則，且鑄件斷口表面的氧化現(xiàn)象比較輕微，發(fā)出金屬光澤。

5.2 產(chǎn)生裂紋的原因分析

鑄件遇冷凝固收縮，在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，一旦應(yīng)力大于材料的屈服極限，鑄件救出出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。

5.3 預(yù)防裂紋的質(zhì)量控制措施

第一、鐵液的化學(xué)成分必須要控制好。其中硫的含量能夠影響“熱脆性”的產(chǎn)生，不能過低，但是也不能太高，過高的話會(huì)影響成型效果。磷的含量是影響鑄件發(fā)生“冷脆性”的因素，進(jìn)而產(chǎn)生冷裂缺陷；第二、控制鑄件各個(gè)部位的冷卻速度，防止局部產(chǎn)生過熱現(xiàn)象；第三、當(dāng)進(jìn)行完澆注以后，不能過早的開型，只有當(dāng)型內(nèi)鑄件的溫度低于550℃時(shí)，才能夠開型；第四、盡量改變鑄件的結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。

6 硬度不均勻

6.1 硬 度不均勻現(xiàn)象描述

加工以后的鑄件表面，往往會(huì)出現(xiàn)微觀的凹凸，局部可能會(huì)出現(xiàn)硬質(zhì)點(diǎn)，由于鑄件的表面硬度相差較大，因此，硬質(zhì)點(diǎn)部位的硬度可能超過標(biāo)準(zhǔn)。

6.2 避免出現(xiàn)硬度不均勻的質(zhì)量控制措施

第一、 提高金屬液出爐溫度；第二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要科學(xué)，保證鑄件的均勻冷卻；第三、控制好金屬液的化學(xué)成分，保證其在金屬液液中含量均勻。

7 材質(zhì)不合格

7.1 化學(xué)成分含量超差原因分析

中間合金或爐料合金成分不均勻，或是成分分析誤差過大；爐料計(jì)算或配料稱量錯(cuò)誤，熔煉操作失當(dāng)，易氧化元素?zé)龘p過大；熔煉攪拌不均勻、易偏析元素分布不均勻

7.2 化學(xué)成分含量超差控制措施

第一、爐前分析成分不合格時(shí)可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整；第二、熔煉過程中加強(qiáng)攪拌并適當(dāng)?shù)撵o置；第三、最終檢驗(yàn)不合格時(shí)可會(huì)同設(shè)計(jì)使用部門協(xié)商處理。

8 結(jié)語

鑄造合格率和缺陷鑄造維修率是是我廠，也是全國鑄造行業(yè)的瓶頸。因此，通過分析和研究常見鑄型缺陷的原因，并提出質(zhì)量控制措施以避免缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)提升我廠機(jī)械化水平具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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