灰铸铁缺陷及预防措施

常见铸件缺陷及其预防措施常见铸件缺陷及其预防措施(序+缺陷名称+缺陷特征+预防措施)1气孔在铸件内部、表面或近于表面处，有大小不等的光滑孔眼，形状有圆的、长的及不规则的，有单个的，也有聚集成片的。

颜色有白色的或带一层暗色，有时覆有一层氧化皮。

降低熔炼时流言蜚语金属的吸气量。

减少砂型在浇注过程中的发气量，改进铸件结构，提高砂型和型芯的透气性，使型内气体能顺利排出。

2缩孔在铸件厚断面内部、两交界面的内部及厚断面和薄断面交接处的内部或表面，形状不规则，孔内粗糙不平，晶粒粗大。

壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固，壁厚大且不均匀的铸件采用由薄向厚的顺序凝固，合理放置冒口的冷铁。

3缩松在铸件内部微小而不连贯的缩孔，聚集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小的孔眼，水压试验时渗水。

壁间连接处尽量减小热节，尽量降低浇注温度和浇注速度。

4渣气孔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熔渣。

提高铁液温度。

降低熔渣粘性。

提高浇注系统的挡渣能力。

增大铸件内圆角。

5砂眼在铸件内部或表面有充塞着型砂的孔眼。

严格控制型砂性能和造型操作，合型前注意打扫型腔。

6热裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹（注要是弯曲形的），开裂处金属表皮氧化。

严格控制铁液中的S、P含量。

铸件壁厚尽量均匀。

提高型砂和型芯的退让性。

浇冒口不应阻碍铸件收缩。

避免壁厚的突然改变。

开型不能过早。

不能激冷铸件。

7冷裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹（主要是直的），开裂处金属表皮氧化。

8粘砂在铸件表面上，全部或部分覆盖着一层金属（或金属氧化物）与砂（或涂料）的混（化）合物或一层烧结构的型砂，致使铸件表面粗糙。

减少砂粒间隙。

适当降低金属的浇注温度。

提高型砂、芯砂的耐火度。

9夹砂在铸件表面上，有一层金属瘤状物或片状物，在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂。

严格控制型砂、芯砂性能。

改善浇注系统，使金属液流动平稳。

大平面铸件要倾斜浇注。

10冷隔在铸件上有一种未完全融合的缝隙或洼坑，其交界边缘是圆滑的。

提高浇注温度和浇注速度。

改善浇注系统。

浇注时不断流。

11浇不到由于金属液未完全充满型腔而产生的铸件缺肉。

提高浇注温度和浇注速度。

不要断流和防止跑火。

夹砂、鼠尾、沟槽形成原因：1）金属流股的热量在被烘烤的砂型表层形成低强度高湿度水份凝聚层，翘起的砂层体积增大由两边向金属流股延伸。

金属液充满型腔后未能将翘起的砂层压平，就形成鼠尾。

2）在充型金属液的热作用下，型腔上表面或下表面膨胀拱起的砂层未开裂或裂口较小，使金属液未能进入拱起砂层背面的空腔内，形成沟槽。

沟槽实际是夹砂结疤的早期阶段。

3）铸件上表面夹砂结疤称为上型面夹砂结疤，由下型面沟槽发展变化而成。

4）铸件下表面的夹砂结疤称为下型面夹砂结疤，其形成有二：一种似鼠尾，但砂层翘曲程度和铸件表面凹陷程度比鼠尾严重，由鼠尾发展变化而成，称为夹砂结疤；另一种类似上型面夹砂结疤，由两平行金属流股间的下型面表层拱起开裂而成。

5）出现在铸造的铸件内角和外角的夹砂结疤称为角部夹砂结疤，由位于角部的上、下型面表层膨胀翘曲，脱离水分凝聚层伸入型腔所致。

6）湿型铸造的铸件上表面或下表面为大平面，型砂膨胀率大，湿强度低，水份过多，透气性差，铸型排气不良，浇注温度过高，浇注时间过长，易产生夹砂类废品。

防止方法：1）降低砂型的膨胀应力，加入：煤粉、沥青、重油、木粉、等补偿砂粒膨胀降低膨胀应力。

2）提高型砂湿强度提高煤粉的加入量到5%，增加型砂热变形量。

提高膨润土加入量到7.5%，增加型砂热湿拉强度。

3）提高透气性，加强排气孔通气。

）用干型、自硬砂代替湿型。

4．5）适当降低浇注温度，缩短浇注时间。

6）浇注过程中对砂型吹气冷却。

7）铸造工艺修改。

球铁皮下气孔对策影响因素(1)碳当量：适当增加含硅量有助于皮下气孔的减少。

同时，在硅量保持不变的情况下，随着含碳量的增加，球铁中皮下气孔的个数呈现出单峰曲线，且峰值点总保持在共晶点左右，因此，最好将碳硅含量选择得高一些，以使球铁的碳当量稍大于共晶点。

(2)硫：硫高会引起皮下气孔等缺陷，这是因为产生Ｈ2Ｓ气体而形成。

当含硫量超过0.094%时就会产生皮下气孔，含硫量越高，情况越严重。

(3)稀土:铁液中加入稀土元素能脱氧、脱硫，提高铁液表面张力，因此有利于防止产生皮下气孔。

但稀土含量太高，会增加铁液中氧化物的含量，使气泡外来核心增加，皮下气孔率增加。

残余稀土量应控制在0.043%以下。

(4)镁：过高的镁将会加剧铁液的吸氢倾向，大量的镁气泡和氧化物进入型腔，增加气泡的外来核心；此外镁蒸汽直接与砂型中的水分作用，产生ＭｇＯ烟气及氢气，也会产生皮下气孔。

试验表明，残镁量大于0.05%后便易出现皮下气孔，残镁越高越严重。

因此在保证球化基础上，尽量降低残留镁量。

(5)铝：铁液中的铝是铸件产生氢气孔的主要原因。

据报道,当湿型铸造球墨铸铁的残留铝量为0.030%～0.050%时，将产生皮下气孔。

E.R.Kaczmarek等人研究认为，铁液与铸型中的水反应生成ＦｅＯ与Ｈ2，由于铝的脱氧作用，又生成Ａｌ2Ｏ3，其即为气泡生成的核心而又能吸附一定的气体，增加了球铁产生皮下气孔的倾向。

但是在减少渣中的ＦｅＯ成分时，镁的存在使得铝显得多余，故铝的敏感含量是有一定范围的。

(6)壁厚：皮下气孔还有“壁厚效应”特征，即气孔的产生在一定壁厚范围内，实际上这与铸件的凝固速度有关。

铸件壁厚大时，其凝固结皮时间推迟，有利于气泡逸出。

因此，一般来说壁厚小于6ｍｍ或大于25ｍｍ时不易产生皮下气孔。

(7)浇注温度：浇注温度类似于壁厚效应，也有一个温度范围，在1285～1304℃时，皮下气孔相当严重。

笔者进一步研究认为，不同的壁厚其危险温度也不相同，因此，应根据铸件壁厚共同确定浇注温度。

当然，提高浇注温度能延缓氧化膜的生成，防止熔渣进入型腔，同时对砂型烘烤时间加长使水分向外迁移。

(8)型砂含水率：铸型产生皮下气孔的倾向按下列顺序依次减小：湿型、干型、水玻璃型、壳型。

司乃潮的研究也证明了这一点，即随着型砂水分的提高，球铁产生皮下气孔的倾向增大，而当型砂水分小于4.8%时，皮下气孔率接近于零。

(9)型砂紧实度与透气性：型砂的透气性太低，导致型壁所产生的气体不能排出型外，而向金属侵入，致使铸件产生气孔；随着型砂紧实度的增加，皮下气孔的倾向也加大，但当紧实度相当高时，倾向又减小，这可能是由于表层砂紧实度高，增大了水分向铸件方向的迁移阻力，但若型砂水分也高，将使水蒸气爆炸的可能性增加。

(10)浇冒口：合理设计浇冒口，使铁液平稳浇注，并具有较强的挡渣功能；同时，适当增加直浇道和冒口的高度，以增加金属液的静压力。

2 防止措施(1)严格控制铁液化学成分，使碳当量稍大于共晶点成分，含硫量不大于0.094%；残余稀土小于0.043%;残留镁含量不大于0.05%;铝含量在0.03%～0.05%范围以外。

(2)合理设计铸件结构，使壁厚不小于25ｍｍ；根据壁厚确定浇注温度，薄壁小件不得小于1320℃；中件不得小于1300℃；大件不得小于1280℃。

(3)金属炉料、孕育剂和所用工具应干燥，表面无锈蚀和油污。

同时型砂水分不宜过高，尽量小于4.8%,煤粉、重油等发气物质的含量要适当控制，减少粘土含量，并可附加一些增加透气性的物质，如木屑等。

(4)合理设计浇注系统，使之为开放式，可在型腔的最高处设置出气孔，同时应保证浇冒口高度，以提高液态金属的静压力。

缩孔缩松影响因素．(1)碳当量：提高碳量，增大了石墨化膨胀，可减少缩孔缩松。

此外，提高碳当量还可提高球铁的流动性，有利于补缩。

但提高碳当量时，不应使铸件产生石墨漂浮等其他缺陷。

(2)磷：铁液中含磷量偏高，使凝固范围扩大，同时低熔点磷共晶在最后凝固时得不到补给，以及使铸件外壳变弱，因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。

一般工厂控制含磷量小于008%。

(3)稀土和镁：稀土残余量过高会恶化石墨形状，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。

而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素，阻碍石墨化。

由此可见，残余镁量及残余稀土量会增加球铁的白口倾向，使石墨膨胀减小，故当它们的含量较高时，亦会增加缩孔、缩松倾向。

(4)壁厚：当铸件表面形成硬壳以后，内部的金属液温度越高，液态收缩就越大，则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加，其相对值也增加。

另外，若壁厚变化太突然，孤立的厚断面得不到补缩，使产生缩孔缩松倾向增大。

(5)温度：浇注温度高，有利于补缩，但太高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利，所以应根据具体情况合理选择浇注温度，一般以1300～1350℃为宜。

(6)砂型的紧实度：若砂型的紧实度太低或不均匀，以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下，产生型腔扩大的现象，致使原来的金属不够补缩而导致铸件产生缩孔缩松。

(7)浇冒口及冷铁：若浇注系统、冒口和冷铁设置不当，不能保证金属液顺序凝固；另外，冒口的数量、大小以及与铸件的连接当否，将影响冒口的补缩效果。

1.2 防止措施(1)控制铁液成分：保持较高的碳当量(>39%)；尽量降低磷含量(<008%)；降低残留镁量(<007%)；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在002%～004%。

(2)工艺设计要确保铸件在凝固中能从冒口不断地补充高温金属液，冒口的尺寸和数量要适当，力求做到顺序凝固。

(3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸件的温度分布，以利于顺序凝固。

(4)浇注温度应在1300～1350℃，一包铁液的浇注时间不应超过25ｍｉｎ，以免产生球化衰退。

(5)提高砂型的紧实度，一般不低于90；撞砂均匀，含水率不宜过高，保证铸型有足够的刚度。

2 夹渣2.1 影响因素(1)硅：硅的氧化物也是夹渣的主要组成部分，因此尽可能降低含硅量。

(2)硫：铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。

硫化物的熔点比铁液熔点低，在铁液凝固过程中，硫化物将从铁液中析出，增大了铁液的粘度，使铁液中的熔渣或金属氧化物等不易上浮。

因而铁液中硫含量太高时，铸件易产生夹渣。

球墨铸铁原铁液含硫量应控制在006%以下，当它在0 09%～0135%时，铸铁夹渣缺陷会急剧增加。

(3)稀土和镁：近年来研究认为夹渣主要是由于镁、稀土等元素氧化而致，因此残余镁和稀土不应太高。

(4)浇注温度：浇注温度太低时，金属液内的金属氧化物等因金属液的粘度太高，不易上浮至表面而残留在金属液内；温度太高时，金属液表面的熔渣变得太稀薄，不易自液体表面去除，往往随金属液流入型内。

而实际生产中，浇注温度太低是引起夹渣的主要原因之一。

此外，浇注温度的选取还应考虑碳、硅含量的关系。

(5)浇注系统:浇注系统设计应合理,具有挡渣功能,使金属液能平稳地充填铸型,力求避免飞溅及紊流。

(6)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料，它们可与金属液中的氧化物合成熔渣，导致夹渣产生；砂型的紧实度不均匀，紧实度低的型壁表面容易被金属液侵蚀和形成低熔点的化合物，导致铸件产生夹渣。