铸件常见缺陷
铸件常见缺陷的判定及形成原因
铸件常见缺陷的判定及形成原因一、毛刺：缺陷判定(1)铸件大部分或局部有圆形小疙瘩。
(2)浇口附近有圆形小疙瘩。
（面层用的锆浆质量）原因分析：1.1浆的粘度太低（粘浆越厚、越稠利于控制，不过过厚、过稠又不利于干燥）1.2滴浆时间太长，浆变的稀薄。
1.3配将搅拌不充分。
（锆浆+硅溶胶，面层要求40+2s）1.4锆浆老化：浆用的时间太长，出现胶凝（一般25天更换一次）超出有效期，强度变小。
1.5锆砂粒太粗，淋沙高度太高。
1.6化学粘砂：金属液与面层浆发生反应（Cro的含量多少）锆粉耐火度不够；浇注温度和培烧温度太高；局部过热。
1.7搅拌设备生锈（L型搅拌器）锆粉含铁磁性高。
1.8浇口附近有热点（一般浇口高15mm）1.9涂料对蜡膜的浸润性差。
即：控制毛刺的关键在于控制面层质量（锆浆质量）。
二、跑火：缺陷判定型壳在浇注时金属液穿透铸件形成不规则的金属凸起，铸件内腔，凹槽内有多余金属称外炮火。
原因分析：（1）型壳在空洞或狭缝处的强度太低。
1.1结构不合理（盲孔、细孔，高度/直径>时应无事）（5、5层型壳）1.2涂挂不良，欲湿、浮砂未清干净。
1.3干燥不良（物理硬化）1.4浆粘度太低。
（2）型壳整体强度太低（层数不够）2.1层数不够，一般大于4、5层或7、5层最大到10、5层。
2.2粘度太低。
（3）脱蜡裂（腊膨胀裂）（4）机械损伤。
（5）耐火材料热稳定性不好，高温强度低。
总论：跑火是因为所用型壳强度不够，或浇注时对型壳冲击力过大，或型壳急冷急热性差，或操作和运输过程中性壳撞击出现裂纹，在浇注时型壳开裂，钢液顺裂口外流造成。
内腔跑火则是由于内腔和凹槽等处局部未涂上涂料；涂料带气；未撒上砂使型壳存在孔隙，浇注时金属液进入空隙或穿透有缺陷的型壳形成。
三、剥落：缺陷判定：铸件表面上有大小不等的，形状不规则的疤片状凸起物。
原因分析：（1）制壳过程。
1.1面层裂与腊层的附着力太差。
1.2面层表面过度干燥，内外收缩力不同。
铸件中常见缺陷
铸件中常见的主要缺陷有：1.气孔这是金属凝固过程中未能逸出的气体留在金属内部形成的小空洞，其内壁光滑，内含气体，对超声波具有较高的反射率，但是又因为其基本上呈球状或椭球状，亦即为点状缺陷，影响其反射波幅。
钢锭中的气孔经过锻造或轧制后被压扁成面积型缺陷而有利于被超声检测所发现，如图2.2所示。
2.缩孔与疏松铸件或钢锭冷却凝固时，体积要收缩，在最后凝固的部分因为得不到液态金属的补充而会形成空洞状的缺陷。
大而集中的空洞称为缩孔，细小而分散的空隙则称为疏松，它们一般位于钢锭或铸件中心最后凝固的部分，其内壁粗糙，周围多伴有许多杂质和细小的气孔。
由于热胀冷缩的规律，缩孔是必然存在的，只是随加工工艺处理方法不同而有不同的形态、尺寸和位置，当其延伸到铸件或钢锭本体时就成为缺陷。
钢锭在开坯锻造时如果没有把缩孔切除干净而带入锻件中就成为残余缩孔（缩孔残余、残余缩管），如图2.3、2.4、2.5所示。
如果铸件的型模设计不当、浇注工艺不当等，也会在铸件与型模接触的部位产生疏松，如图2.28所示。
断口照片中的黑色部分即为疏松部位，其呈现黑色是因为该工件已经过退火处理，使得疏松部位被氧化和渗入机油所致。
图2.28 W18钢铸件-用作铣刀齿，采用超声纵波垂直入射多次底波衰减法发现的疏松断口照片3.夹渣熔炼过程中的熔渣或熔炉炉体上的耐火材料剥落进入液态金属中，在浇注时被卷入铸件或钢锭本体内，就形成了夹渣缺陷。
夹渣通常不会单一存在，往往呈密集状态或在不同深度上分散存在，它类似体积型缺陷然而又往往有一定线度。
4.夹杂熔炼过程中的反应生成物（如氧化物、硫化物等）-非金属夹杂，如图2.1和2.6，或金属成分中某些成分的添加料未完全熔化而残留下来形成金属夹杂，如高密度、高熔点成分-钨、钼等，如图2.29，也有如图2.24所示钛合金棒材中的纯钛偏析。
（a）（b）（c）（d）（e）图2.29 BT9钛合金锻制饼坯中的钼夹杂：（a）剖面低倍照片；（b）X射线照相底片；（c）C扫描显示（图中四个白色点状显示为同一个缺陷，是使用水浸点聚焦探头以不同灵敏度检测的结果，其他分散细小的白色点状为与该缺陷无关的杂波显示）；（d）B扫描显示；（e）3D显示5.偏析铸件或钢锭中的偏析主要指冶炼过程中或金属的熔化过程中因为成分分布不均而形成的成分偏析，有偏析存在的区域其力学性能有别于整个金属基体的力学性能，差异超出允许标准范围就成为缺陷，如图2.23和2.24、2.27所示。
常见压铸件缺陷及解决方法
常见压铸件缺陷及解决方法常见的压铸件缺陷包括疏松、气孔、烧结、裂纹、砂眼等。
下面将对这些缺陷进行逐一解释，并提供相应的解决方法。
1.疏松：疏松是由于熔融金属凝固时形成的气体或未熔化的固体杂质在压铸件内部形成气孔而导致的。
疏松不仅会降低压铸件的强度和硬度，还会引起气门席位不密封、变形等问题。
解决方法包括合理选择冷料铸造工艺、提高铸型制备技术、优化压铸工艺参数等。
2.气孔：气孔是由于熔金属在充型过程中，未排出液态金属中的气体而形成的。
气孔通常呈现为孔洞状，会严重影响压铸件的表面质量和机械性能。
解决方法包括改善金属液的质量、提高模具排气性能、优化压铸工艺参数、采用真空压铸等。
3.烧结：烧结是指在压铸过程中，由于金属在高温高压条件下与模具接触过久而发生的表面热蚀伤。
烧结会引起表面孔洞、氧化和金属元素丢失等问题。
解决方法包括使用合适的模具材料、降低模具温度、缩短冷却时间等。
4.裂纹：压铸件中的裂纹可以是细小的微裂纹，也可以是较大的结构性裂纹。
裂纹会导致压铸件的破坏、漏气和泄漏等问题。
解决方法包括增加浇注系统的冷却时间、提高模具的强度和刚度、优化压铸工艺参数等。
5.砂眼：砂眼是因为铸件表面存在颗粒状材料，如砂粒等而形成的凹陷或凸起。
砂眼会影响压铸件的美观性和表面质量。
解决方法包括优化型腔冷却系统、提高浇注系统的冷却时间、改善铸型制备工艺等。
总的来说，要解决常见的压铸件缺陷，需要从改善熔融金属的质量、优化模具设计和制备工艺、调整压铸工艺参数等多个方面入手。
此外，还需要采用适当的检测手段，如金相分析、X射线检测、超声波检测等，对压铸件进行质量检验，及时排除可能存在的缺陷。
铸件常见缺陷
缺陷
图示
特征
产生原因
气孔
表面比较光滑，呈梨形、圆形的孔洞，一般不在表面露出。大的气孔常孤立存在，小的气孔则成群出现
型砂含水过多，透气性差；起模和修型时刷水过多；砂芯烘干不良或砂芯通气孔堵塞；浇注温度过低或浇注速度太快
缩孔
形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶的孔洞，缩孔多分布在铸件厚断面处或最后凝固的部位
铸件结构不合理，壁厚相差太大；砂型和砂芯的退让性差；落砂过早
型砂和芯砂的耐火性不够；浇注温度太高；未刷涂料或涂料太薄
冷隔
铸件上有未完全融合的缝隙或洼坑，其交接处是圆滑的
浇注温度太低；浇注速度太慢或浇注过程曾有中断；浇注系统位置开设不当或浇道太小
浇不足
铸件不完整
浇注时金属量不够；浇注时液体金属从分型面流出；铸件太薄；浇注温度太低；浇注速度太慢
裂纹
裂纹即铸件开裂，分冷裂和热裂
铸件结构不合理，如壁厚相差过大，造成局部收缩过程中得不到足够熔融的金属的补充；补缩不良
砂眼
在铸件内部或表面有充塞砂粒的孔眼
型砂和芯砂的强度不够；砂型和砂芯的紧实度不够；合箱时铸型局部损坏；浇注系统不合理，冲坏了铸型
粘砂
铸件的部分或整个表面黏附着一层砂粒成的低熔点化合物。铸件表面粗糙不易加工
铸件常见缺陷和处理
铸件常见缺陷、修补及检验一、常见缺陷1.缺陷的分类铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成份及组织和性能不合格五大类。
(注：主要介绍铸钢件容易造成裂纹的缺陷)1.1孔眼类缺陷孔眼类缺陷包括气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、铁豆。
1.1.1气孔：别名气眼，气泡、由气体原因造成的孔洞。
铸件气孔的特征是：一般是园形或不规则的孔眼，孔眼内表面光滑，颜色为白色或带一层旧暗色。
(如照片)气孔照片1产生的原因是：来源于气体，炉料潮湿或绣蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当，浇铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等。
1.1.2缩孔缩孔别名缩眼，由收缩造成的孔洞。
缩孔的特征是：形状不规则，孔内粗糙不平、晶粒粗大。
产生的原因是：金属在液体及凝固期间产生收缩引起的，主要有以下几点：铸件结构设计不合理，浇铸系统不适当，冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成份不符合要求，如含磷过高等。
浇注温度过高浇注速度过快等。
1.1.3缩松缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩耐造成的小而多的孔洞。
缩松的特征是：微小而不连贯的孔，晶粒粗大、各晶粒间存在明显的网状孔眼，水压试验时渗水。
(如照片2)缩松照片2产生的原因同以上缩孔。
1.1.4渣眼渣眼别名夹渣、包渣、脏眼、铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。
渣眼的特征是：孔眼形状不规则，不光滑、里面全部或局部充塞着渣。
(如照片3)渣眼照片3产生的原因是：铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好，浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。
1.1.5砂眼砂眼是夹着砂子的砂眼。
砂眼的特征是：孔眼不规则，孔眼内充塞着型砂或芯砂。
产生的原因是：合箱时型砂损坏脱落，型腔内的散砂或砂块未清除干净、型砂紧实度差、浇注时冲坏型芯、浇注系统设计不当、型芯表面涂料不好等。
1.1.6铁豆铁豆是夹着铁珠的孔眼、别名铁珠、豆眼、铁豆砂眼等。
铁豆的特征是：孔眼比较规则、孔眼内包含着金属小珠、常发生在铸铁件上。
铸件常见缺陷(图文并貌)
铸件常见缺陷
名称砂眼气孔缩孔披缝图
片
注释在铸件表面或内部有充塞着型
砂的孔眼。
在铸件内部、表面或近于表面
处有大小不等的光滑孔眼。
一
般为圆球形或近似于球形的团
球形孔洞，孔壁光滑。
形状为不规则的封闭或敞露的
孔洞，孔壁粗糙并带有枝晶
状，常出现在铸件最后凝固的
部位（热节处）。
披缝是铸件表面上厚薄不均匀
的片状金属突起物，常出现在
铸件分型面和芯头部位。
名称粘砂冷隔冲砂掉砂
图片
注释在铸件表面上、全部或部分覆
盖着金属与砂的混合物，或一
层烧结的型砂，致使铸件表面
粗糙。
冷隔是铸件上未完全融合的缝
隙或洼坑，其交接边缘呈圆
角，多出现在远离浇口的铸件
宽大上表面和薄壁处、金属流
股汇合处或激冷部位。
铸件表面上有粗糙不规则的金
属瘤状物，常位于浇口附近。
在铸件其它部位则往往出现砂
眼。
铸件表面的块状金属突起物，
其外形与掉落的砂块很相似。
在铸件其它部位则往往出现砂
眼或残缺。
毛 刺浇 不 足
毛刺是铸件表面上刺状金属突起物，常出现在型和芯的裂缝处，形状极不规则。
由于金属液未完全充满型腔而产生的铸件缺肉。
缺 损变 形渣 眼
在铸件清理或搬运时，损坏了铸件的完整性。
由于收缩应力或型壁变形、开
裂引起的铸件外形和尺寸与图
纸不符。
在铸件内部或表面形状不规
则的孔眼。
孔眼不光滑，里
面全部或部分充塞着渣。
铸件十大不良现象及原因
铸件十大不良现象及原因一、冷隔：1.现象：铸件主体不完整的位置多呈现冷硬的圆弧面，外观较为光洁。
2.成因： 1）铁水浇注温度太低或浇注不足（浇不足）2）模型设计中，如水口太小，入水慢。
3）浇注之铁水压力不足，薄壁处或拐角处铁水不易成形。
4）浇注分层，多次浇注。
二、砂（渣）眼：1.现象：在铸件表面上出现分布不均匀的小空洞，通常呈现不规整，深浅不一且内部较不光洁，无冷口现象。
2.成因：1）铁水不干净，浇注时夹渣混入。
2）滤渣片下放时铲砂。
3）铸型中残余小砂粒随铁水冲入型腔。
4）合模时，铸型之间或铸型与砂芯之间挤压造成砂粒脱落。
5）型砂性能不良（如：水分低，强度低等）6）方案设计时入水太快易造成冲砂。
三、掉砂：1.现象：铸件洗砂后，出现少量铸件多肉，面积大小不一（一般比砂眼大），有时多肉之处的砂子在其他部位形成大的孔洞。
2.成因：1）造型压力不够。
2）铸型湿度不良。
3）模型拔模不良。
4）凹槽，内孔处射砂不实。
四、粘板：1.现象：铸件出现大量之多肉，且同一模具位置较为一致，多在拐角不易拔模处。
2.成因：1）造型时，模板未预热。
2）分型液喷洒不良（或不适量）3）模型拔模不良4）铸砂稳定性不够，一般在较干时易粘板五、押入（挤砂）：1.现象：铸件表面上呈现落沉现象，边缘明显。
2.成因：1）合模压力过大，造成铸型破裂，裂成的表面移动。
2）造模之参数选定不良等。
3）浇注后，不良异物重压铸件（铁水尚未凝固时）4）砂芯位置跑偏或芯头与型腔配合不好。
六、错模：1.现象：铸件之分型部位出现不吻合，或上下或左右移动。
2.成因：1）正反板模型位置不统一。
2）DISA跑偏。
3）砂型跑偏（漏铁水时常见）七、粘砂：1.现象：铸件表面参差不齐，粗糙。
2.成因：1）铸砂性能不良。
2）离型液喷洒不良。
3）模板温度低于型砂温度。
八、气孔：1.现象：铸件表面呈现数量不等的小孔洞，比砂眼小且深孔洞一般比砂眼较为圆整。
2.成因：1）型砂的透气型不好。
铸造件缺陷
铸造铸铁件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足、缩松、缩孔、缩凹、疏松、缺肉、肉瘤等。
1、气孔：气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。
气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。
铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。
气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。
另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。
防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
2、粘砂：铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。
粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命。
防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
3、夹砂：在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。
铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。
4、砂眼：在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。
5、胀砂：浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。
为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力。
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铸件中常见的主要缺陷有：
1.气孔
这是金属凝固过程中未能逸出的气体留在金属内部形成的小空洞，其内壁光滑，内含气体，对超声波具有较高的反射率，但是又因为其基本上呈球状或椭球状，亦即为点状缺陷，影响其反射波幅。
钢锭中的气孔经过锻造或轧制后被压扁成面积型缺陷而有利于被超声检测所发现，如图5.2所示。
2.缩孔与疏松
铸件或钢锭冷却凝固时，体积要收缩，在最后凝固的部分因为得不到液态金属的补充而会形成空洞状的缺陷。
大而集中的空洞称为缩孔，细小而分散的空隙则称为疏松，它们一般位于钢锭或铸件中心最后凝固的部分，其内壁粗糙，周围多伴有许多杂质和细小的气孔。
由于热胀冷缩的规律，缩孔是必然存在的，只是随加工工艺处理方法不同而有不同的形态、尺寸和位置，当其延伸到铸件或钢锭本体时就成为缺陷。
钢锭在开坯锻造时如果没有把缩孔切除干净而带入锻件中就成为残余缩孔（缩孔残余、残余缩管），如图5.3、5.4、5.5所示。
如果铸件的型模设计不当、浇注工艺不当等，也会在铸件与型模接触的部位产生疏松，如图5.28所示。
断口照片中的黑色部分即为疏松部位，其呈现黑色是因为该工件已经过退火处理，使得疏松部位被氧化和渗入机油所致。
W18钢铸件-用作铣刀齿，采用超声纵波垂直入射多次底波衰减法发现的疏松
3.夹渣
熔炼过程中的熔渣或熔炉炉体上的耐火材料剥落进入液态金属中，在浇注时被卷入铸件或钢锭本体内，就形成了夹渣缺陷。
夹渣通常不会单一存在，往往呈密集状态或在不同深度上分散存在，它类似体积型缺陷然而又往往有一定线度。
4.夹杂
熔炼过程中的反应生成物（如氧化物、硫化物等）-非金属夹杂，如图 5.1和5.6，或金属成分中某些成分的添加料未完全熔化而残留下来形成金属夹杂，如高密度、高熔点成分-钨、钼等，如图5.29，也有如图5.24所示钛合金棒材中的纯钛偏析。
5.偏析
铸件或钢锭中的偏析主要指冶炼过程中或金属的熔化过程中因为成分分布不均而形成的成分偏析，有偏析存在的区域其力学性能有别于整个金属基体的力学性能，差异超出允许标准范围就成为缺陷
6.铸造裂纹
铸件中的裂纹主要是由于金属冷却凝固时的收缩应力超过了材料的极限强度而引起的，它与铸件的形状设计和铸造工艺有关，也与金属材料中一些杂质含量较高而引起的开裂敏感性有关（例如硫含量高时有热脆性，磷含量高时有冷脆性等）。
在钢锭中也会产生轴心晶间裂纹，在后续的开坯锻造中如果不能锻合，将留在锻件中成为锻件的内部裂纹。
7.冷隔
这是铸件中特有的一种分层性缺陷，主要与铸件的浇铸工艺设计有关，它是在浇注液态金属时，由于飞溅、翻浪、浇注中断，或者来自不同方向的两股（或多股）金属流相遇等原因，因为液态金属表面冷却形成的半固态薄膜留在铸件本体内而形成一种隔膜状的面积型缺陷。
8.翻皮
这是炼钢时从钢包向锭模浇注钢锭时，因为浇注中断、停顿等原因，先浇入
的液态金属表面在空气中迅速冷却形成氧化膜，在继续浇注时新浇入的液态金属将其冲破翻入钢锭体内而形成的一种分层性（面积型）缺陷，它在后续的钢锭开坯锻造中是无法锻合消除的。
9.各向异性
铸件或钢锭冷却凝固时，从表面到中心的冷却速度是不同的，因而会形成不同的结晶组织，表现为力学性能的各向异性，也导致了声学性能的各向异性，亦即从中心到表面有不同的声速与声衰减。
这种各向异性的存在，对铸件超声检测时评定缺陷的大小与位置会产生不良影响。
综上所述，铸件中的缺陷多为体积型（裂纹、翻皮、冷隔除外），缺陷的取向规律不够明显，但主要与冷缩应力方向有关。
此外，由于铸件的晶粒一般都比较粗大，有各向异性存在，因此给超声检测带来不少的困难，必须结合铸造工艺和具体的铸造材料、铸件形状以及表面状态等多种因素综合考虑。