铸件缺陷分析

铸件缺陷分析与防止铸件缺陷分析与防止内容提要§1铸件尺寸超差1)模料及制模工艺对铸件尺寸的影响2)浇注条件对铸件尺寸的影响§2铸件表面粗糙1)影响熔模表面粗糙度的因素2)影响型壳表面粗糙度的因素3)其它影响表面粗糙度的因素§3铸件表面缺陷1)粘砂2)夹砂、鼠尾和凹陷3)斑纹4)麻点5)金属刺（毛刺）6)金属珠（铁豆）4孔洞类缺陷1)气孔（集中气孔）2)弥散型气孔3)缩孔、缩松4)缩陷§5裂纹和变形1)热裂、冷裂2)铸件脆动和变形§6其它缺陷1)砂眼2)渣孔3)冷隔、浇不到4)跑火§1、铸件质量超差1、模料及制模工艺对铸件尺寸的影响熔模尺寸偏差主要由于制模工艺不稳定而造成的，如合型力大小、压蜡温度（压蜡温度越高，熔模线收缩率越大）、压注压力（压注压力越大，熔模线收缩率越小）、保压时间（保压时间越长其收缩越小）、压型温度（压型温度越高，线收缩也越大）、开型时间、冷却方式、室温等因素波动而造成熔模尺寸偏差。2、制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响着铸件尺寸。而型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关。3、浇注条件对铸件尺寸的影响浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置等均会影响铸件尺寸级配粉是按照一定要求配制的粒度分布合理的粉。该种粉粒度有粗、有细，分布分散，平均粒径适中，能使涂料在高粉液比条件下，仍具有适宜的粘度和良好的流动性。3、影响金属液精确复型的因素（1）型壳温度对金属液复型的因素（2）浇注温度对金属液复型的因素金属液复印型壳工作表面细节的能力，即充型能力；在此简称为“复型”能力。为使金属液能精确复型，就必须有足够高的型壳温度和金属液浇注温度，并保证金属液有足够的压力头。提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力均有良好效果，故型壳温度是应当予以重视的因素。熔模铸造铸钢件用硅溶胶型壳，其焙烧温度达1150-1175℃，型壳出炉后迅速浇注，使铸件轮廓清晰，表面粗糙度低。4、其它影响铸件粗糙度的因素浇注和金属液凝固过程中，因温度较高，铸件表面会氧化，且氧化层不均匀，加上铸件表面金属氧化物有可能与型壳中氧化物作用，促使铸件表面不均匀的脱落，显著地增加铸件表面的粗糙度。铸件在保护气氛下冷却是得到优质表面的重要一环。（如铸件浇注后，采用惰性气体保护，或建立还原性气氛保护下冷却，把防止氧化和防止表面脱碳结合起来，至保护到铸件表面达不到氧化温度为止。表面保护良好的铸件脱壳后其表面呈银灰色、银白色或带彩色的氧化色。）另外，清理对熔模铸件的表面粗糙度影响也很大。熔模铸件铸态表面粗糙度本来较低，应使用喷砂清理，或水砂清理方法清理表面。喷砂方法比喷丸清理铸件表面粗糙度好2级以上。用抛丸清理常破坏铸态表面。有条件的采用碱煮、碱爆清理方式来提高铸件表面质量，降低铸件表面粗糙度。总之，影响熔模铸件表面粗糙度的因素很多，要执行从原材料、压型到清理一整套严格工艺措施才能降低铸件表面粗糙度。§3、铸件表面缺陷1、粘砂（1）、特征：铸件表面上粘附一层金属与型壳的化合物或型壳材料。又分为：机械、化学粘砂两类（2）、形成原因：2Fe+O2=2FeO(液、固)（气）（液、固）2FeO+SiO2=2FeOSiO2(硅酸亚铁)2Mn+O2=2MnO（3）、防止措施：1)要正确选择型壳耐火材料2)面层制壳耐火材料要纯3)合金在熔炼及浇注时，应尽可能避免氧化并充分脱氧，去除金属液中的氧化物4)在可能条件下，适当降低金属液的浇注温度5)改善型壳散热条件，防止局部过热2、夹砂、鼠尾和凹陷（1）特征：铸件表面局部有呈翘舌状金属疤块，疤块与件间有片状型壳层称夹砂铸件表面局部有条纹沟痕，其边缘是圆滑的称鼠尾铸件表面局部呈不规则凹陷，称凹陷缺陷。（2）形成原因：三种缺陷形成原因基本相同。内因是型壳分层，外因是浇注时型壳内外温差大，内外热膨胀不同而造成的缺陷。（3）防止措施：1)所有防止型壳分层、加强层间结合力的措施都有利于消除熔模铸件产生夹砂、鼠尾和凹陷缺陷2)提高脱蜡介质的温度，缩短脱蜡时间3)型壳过湿时不宜高温入炉焙烧4)尽量避免铸件有大平面结构，避免铸件大平面平放或朝上浇注，必要时应设工艺筋、工艺孔，以防缺陷产生。3、班纹（1）特征：铸件表面有凸起而不规则的斑纹。（2）形成原因：型壳面层干燥时形成裂缝。浇注时金属液进入裂缝中，造成铸件表面有不规则的凸起斑纹。面层形成干燥裂缝的原因可能是；相对温度过低，干燥时间过长，风对着型壳局部吹，环境温度变化等。（3）防止措施：严把涂料关4、麻点（通常出现在不锈钢铸件上）（1）特征：铸件表面上有许多密集的圆形浅洼斑点称麻点缺陷。（2）形成原因：是金属液中氧化物与型壳材料中氧化物发生化学反应形成的。（3）防止措施：1)合理选用型壳耐火材料；（如不锈钢铸件采用刚玉粉砂作面层）2)防止和减少金属氧化3)适当提高型壳焙烧温度和浇注速度，以适当降低金属液的浇注温度。5、金属刺（毛刺）1)特征：铸件表面上有分散或密集的微小突刺。2)形成原因：型壳表面不致密，有很多孔洞缺陷，浇注时金属液进入型壳孔洞造成金属刺。3)防止措施：1)面层涂料应有足够高的粉液比2)改善涂料与易熔模润湿性3)面层涂层应足够厚，撒砂粒度和涂料粘度、涂层厚度相适应4)涂料应充分搅拌6、金属珠（铁豆）（1）特征：铸件表面上有突出的球形金属颗粒，常出现在铸件凹槽或拐角处。（2）形成原因：表面涂料含气泡或涂料对蜡模局部未涂好，留有气泡。（3）防止措施；1)面层涂料为改善润湿性加入表面活性剂后应同时加入消泡剂（应注意选用发泡性较小的表面活性剂）2)涂料配制搅拌时应防止卷入气体，配好的涂料应有足够长的时间使气体逸出3)易熔模应充分脱蜡以改善其涂挂性4)挂面层涂料时，可用压缩空气吹去存留在模拐角、凹槽等处的气泡5)有条件时采用真空下涂面层§4、孔洞类缺陷1、气孔（集中气孔）（1）特征：铸件个别部位存在单个或几个尺寸较大的光滑孔眼。孔眼有时呈氧化颜色，通常是加工后才发现。（2）形成原因；是型壳产生的气体侵入金属液中；或型壳透气性太差，使型腔中气体排出困难，侵入金属液中或浇注时卷入气体未能排出金属液而形成气孔。（3）防止原因：1)脱蜡时应将模料排除干净，残余模料应尽量少2)型壳焙烧要充分，应有足够高的温度3)对复杂的薄壁铸件，为提高型壳透气性，在可能情况下，在最高处可设排气孔4)合理设置浇注系统，防止浇注卷入气体，并有利于型腔中气体排出5)适当提高浇注温度，尽量降低浇注距离和速度，使金属液能平稳充型，防止卷入气体，使型腔中及液体金属中气体能顺利排出。2、弥散性气孔（析出掘孔）（1）特征：铸件上有细小的、分散或密集的孔眼，有时在整个截面上都有（2）形成原因；是金属液中所含气体析出在铸件中形成的析出气孔。（3）防止措施：1)用清理干净的炉料2)合理配料3)熔炼过程中在金属液面上要加覆盖剂，尽可能缩短熔炼时间4)金属液脱氧、除气要充分5)浇注前金属液应适当静置，便于气体逸出6)浇注过程中要防止金属液二次氧化3、缩孔、缩松缩孔（1）特征：铸件内部有大而不规则的、孔壁粗糙的孔洞，称缩孔。（2）形成原因：铸件某部位在合金液态收缩和凝固时，得不到液体金属的补缩，就会在该处产生缩孔。（3）防止措施：1)铸件结构要符合铸造原则2)合理地设置浇注系统3)合理组模4)型壳和金属液浇注温度要合适5)浇注时要浇满，或加保温剂缩松（1）特征：铸件内部有许多细小、分散且形状很不规则、孔壁粗糙的孔眼，称为缩松（2）形成原因：浇注系统设计不合理（3）防止措施；合理设置浇注系统§5、裂纹和变形1、热裂、冷裂热裂（1）特征；铸件表面或内部产生不连续的、扭曲的、走向不规则的晶间裂纹，断口被强烈氧化而变色，称为热裂（2）形成原因；热裂是在一定温度范围内形成的，一般是在合金固相线温度以上产生的，原因是凝固收缩部位受阻，浇注系统设计不合理（3）防止措施；铸件结构应符合铸造原则，钢中的P、S含量应严格控制；正确设计浇注系统冷裂（1）特征；铸件上有连续直线状地穿过晶体的裂纹，断口干净有金属光泽称为冷裂（2）形成原因；冷裂是铸件该处的铸造应力（热应力、相变应力|收缩应力）超过其合多材料强度极限而造成的。（3）防止措施：合理设计浇注系统2、铸件脆断和变形脆断与钢中的含铝（Al）、B、S量有关，应严格控制变形主要是熔模变形§6、其它缺陷1、砂眼（1）特征；铸件表面或内部有充塞着砂粒的孔眼，称为砂眼（2）形成原因；砂粒可能是操作不慎带到型腔中的；或因型壳内表面质量不好，如局部酥松剥落；或模组焊接时有缝隙，涂料钻入缝隙，浇注时此处涂料被冲刷下来落入金属液中造成砂眼（3）防止措施：1)浇口棒应清洁，不粘有砂粒等杂质2)模组焊接处不应有缝隙或沟槽3)脱蜡时应将型壳浇杯边缘修平、去掉散砂，防止散砂掉入型腔4)最好采用翻边浇口杯2、渣孔特征；铸件表面或内部有熔渣造成的孔洞形成原因：渣孔是因金属液中的渣滓未去除干净等因素造成的防止措施：使用干净炉料；注意造渣、扒渣3冷隔、浇不足冷隔（1）特征；铸件上有未完全融合的缝隙，其交接的边缘是圆滑的（2）形成原因；是金属液充型时，两股金属液流汇合时，因温度太低，造成相互不能融合在一起而形成（3）防止措施：适当提高金属液浇注温度和型壳温度，增加金属液压头，防止断流；改进浇注系统设计，增加浇注系统横截面积等浇不足（欠铸）（1）特征：铸件局部未被充满，造成铸件“缺肉”，其末端呈圆弧状。浇不到的铸件即为废品（2）形成原因：浇注时金属液温度或型壳温度太低；浇注速度太慢;浇注时出现断流现象；直浇道高度不够，金属液静压头太小；铸件壁厚太薄、金属液流程过长；型壳透气性差，浇注时型壳发气，这些气体和型腔中原有气体来不及排出，在金属液最后充满处形成很大的气体反压力，阻碍金属液充满（3）防止措施：1)适当提高金属液浇注温度和型壳温度2)浇注速度不可过慢，浇注过程中应避免液流中断3)正确设置浇注系统，保证足够压头高度，并尽可能缩短金属液流程4)对太薄的铸件，在允许的情况下，可适当增加壁厚。对不能增厚的薄壁件，可采用离心浇注、低压浇注或真空吸铸5)型壳焙烧要充分，以保证透气性好，发气少6)必要时，可在铸件最高处设排气孔4、跑火（1）特征：铸件外表或内腔有形状不规则的多余金属（2）形成原因：外跑火是因为型壳强度不够，在浇注时型壳开裂，造成金属液外流，内跑火是由于形成内孔和凹槽等处局部未涂上涂料，或涂料带气，或未撒上砂，使该处型壳存在孔隙。金属液浇注时，液体进入孔隙或穿透有缺陷的型壳而造成内跑火（3）防止措施：1)合理设计浇注系统2)对有较小孔和凹槽件，采用涂二层面砂；必要时采用粘度较低的涂料和细砂。细心操作，保证涂料均匀密实无孔隙