球墨铸铁缩松成因
球墨铸铁铸件缩松缺陷怎样防治？
球墨铸铁铸件缩松缺陷怎样防治？球墨铸铁铸造生产中经常遇到缩松方面的质量问题，于是就学习，就在实际工作中去想办法解决。
很多时候，通过学习解决了一些问题，也有难以解决的缩松现象。
最近看见了周启明老师的文章和陈子华的报告，结合之前实际工作，汇总以下。
一．影响球铁缩松的一般规律：1.球墨铸铁铸件的模数。
铸件模数大于2.5，容易实现无冒口铸造，但有专家对此规定限制值，有疑问。
一般来讲，比较厚大铸件，由于石墨化膨胀，容易铸造无缩松铸件。
此时，碳当量控制不要大于4.5%，避免石墨漂浮。
而热节分散的薄小铸件，容易产生缩松，通过冷铁，铬矿砂或局部内冒口设置解决。
特别要注意浇冒口系统的补缩，一般来讲，冒口尽可能使用热冒口，避免冷冒口使用。
2.要充分注意砂箱的刚度和砂型的硬度。
在砂箱刚度和砂型紧实度方面，设置再充分都不为过。
3.浇冒口工艺设计的合理性。
尽可能使用热冒口加冷铁，冷冒口补缩效果很差。
4.铸型的冷却速度。
5.浇注温度和浇注速度的合理选择。
一些比较厚的铸件，可以考虑适当调高浇注温度，同时延长浇注速度来解决缩松。
同时利于二次氧化渣浮出铸件内部，增加探伤检测的合格。
6.化学成分的合理选择和适当的残余镁，稀土含量。
7.在砂型冷却条件下，争取较多的石墨球数对减少缩松有利，对提高力学性能有利。
8.比较好的原材料和好的铁水冶金质量，要特别注意铁水不要在出炉前高温下保持时间过久，同时出炉前做好增加铁水石墨结晶核心的预处理，这样可以提高石墨球数，减少缩松。
二．新的减少缩松的观点：1.埃肯陈子华总监最近报告指出：球墨铸铁因为铁水含有镁，促使状态图上共晶点右移，镁含量在0.035-0.045%时，其实际共晶点大约在4.4-4.5%。
2.球铁成分选择在共晶点附近，铁水流动性最好，则凝固时铁水容易补充收缩。
3.球铁球化前后的硫含量不要变化太大。
即原铁水硫含量不要太高。
硫含量高，石墨容易析出过早。
容易产生缩松。
4.锡柴周启明老师今年文章“防止球墨铸铁缩松缩孔方法的新进展”中指出：在不发生石墨漂浮和没有初生石墨析出前提下，尽量提高碳含量。
10步解决解决球墨铸铁件缩孔、缩松问题
10步解决解决球墨铸铁件缩孔、缩松问题上世纪50年代初(甚至更早)，铸造界就发现铸铁件由石墨析出产生的体积膨胀可对铸件起到自补缩作用，然而，至今仍然有不少铸造工艺人员不会很好地利用这种自补缩作用。
一般认为:ω（C），ω（Si）量越高，孕育作用越强，越有利于石墨化；石墨化膨胀量越大，自补缩作用就越好。
他们不知道石墨膨胀发生时间对补缩作用会有影响，甚至有人主张要采取工艺措施，使石墨化膨胀提前，使膨胀与凝固初期的收缩均衡，达到减少外部补缩量，从而减小冒口尺寸的目的，其结果反而导致外部补缩与石墨化膨胀相互抵触，使铸件更容易产生缩孔、缩松缺陷。
随着生产技术的发展，铸造界对此问题的认识已逐步深化。
早在21年前，RW Heine就发现：先共晶石墨析出使石墨化膨胀提前，不但使膨胀不能用于补缩，反而会使铁液倒流，进人冒口导致铸件产生缩孔、缩松缺陷。
近年来，国外已经开展了如何利用石墨化膨胀自补缩作用的试验研究，并且加强对到如何控制石墨析出时间，使石墨化膨胀高峰期推迟的方法。
现摘要介绍如下石墨析出时间的控制。
最初只是通过控制ω（C），ω（Si）量和孕育强度，以防止初生石墨析出引起膨胀过早;目前，已发展到研制特殊球化剂和特殊孕育剂，使石墨析出高峰从铸件凝固初期推迟到凝固后期，也就是使大部分石墨化膨胀推迟到型腔进出口已凝固封闭、外部补缩已停止、只能依靠石墨化膨胀进行自补缩的凝固后期，从而使膨胀更有效地起到消除缩孔、缩松的作用。
2011年，埃肯公司(Elkem Metals.Inc.)技术服务部经理Doug White在“防止缩孔、缩松缺陷，提高球铁件工艺出品率”的论文中列述了防止球墨铸铁件缩孔、缩松缺陷的各项措施，其中几项主要措施都涉及。
1、在不发生石墨漂浮、没有初生石墨析出的前提下尽量提高ω（C）量图1是按照壁厚为13~38mm的铸件制作出来的。
为防止石墨漂浮，铸件的碳当量(CE=C+1/3Si)不能超过4.55%；对于更薄的铸件，CE可以适当提高。
铸件缩孔缩松产生的原因
铸件缩孔缩松产生的原因
一、金属铸件缩孔缩松的原因
1、模具质量不合格：模具的表面没有经过预处理，工作表面毛糙度不够，加工精度不高，导致熔模渗入的位置不正确，从而影响铸件缩孔的精度。
2、砂芯质量不合格没有经过预处理或抛光处理，表面毛糙度不均，加工精度低，砂芯内部出现裂纹，导致不同部位的造型不稳定，从而影响铸件缩孔的精度。
3、工艺条件不合理：模具配套不当，熔模温度过高或过低，模具保温不足，充型压力不足，熔模渗入缓慢，从而影响铸件缩孔的精度。
4、冷却不当：铸件出模后，冷却时间过长或过短，容易出现开裂现象，从而影响铸件缩孔的精度。
二、金属铸件缩孔缩松的改善措施
1、严格模具质量：采用高强度的整体钢，并且经过精密加工，表面经过研磨抛光，以保证熔模渗入的位置准确，从而提高铸件缩孔的精度。
2、严格砂芯质量：采用高质量的砂芯，经过彻底的预处理，能够保证砂芯表面毛糙度均匀，加工精度高，避免出现裂纹，从而确保缩孔的精度。
3、调整熔模温度：严格控制熔模的温度，熔模温度过高可以导致金属分子值过大，熔态液体容易流失。
分析铸造缩松缺陷形成原因及对策
分析铸造缩松缺陷形成原因及对策铸造缩孔缺陷是在铸造过程中常见的一种问题，它会给制造业带来很多麻烦和损失。
本文将分析铸造缩孔缺陷的形成原因，并提出相应的对策，以期为相关行业提供帮助和指导。
一、铸造缩孔缺陷的形成原因分析1.1 完全凝固不均匀在铸造过程中，铸件凝固是逐渐进行的，如果凝固速度不均匀，就会导致缩孔缺陷的形成。
常见的原因包括铸件的凝固时间过短、冷却速度不均匀、局部温度过高等。
1.2 金属液收缩过大铸造过程中，金属液在凝固过程中会收缩，如果收缩过大，就容易形成缩孔。
这主要是由于铸件材料的物理性质不合理，或者是铸型的设计不合理所导致的。
1.3 铸造材料含有气体铸造材料中含有气体会在凝固过程中释放出来，如果释放过快，就会形成孔洞。
常见的原因是铸造材料中含有气体的含量过高，或者是在铸造过程中没有采取有效的排气措施。
1.4 基材与液态金属的相容性差如果铸件的基材与液态金属的相容性差，就容易在凝固过程中产生裂纹和缩孔。
一般来说，基材与液态金属的相容性差会导致界面张力增大，从而影响凝固过程。
二、对策提出2.1 优化铸造工艺参数通过优化铸造工艺参数，可以降低缩孔缺陷的发生概率。
具体来说，可以调整金属液的浇注温度和速度，控制铸件的凝固时间，改进冷却系统等措施。
2.2 优化铸造材料选择合适的铸造材料也是减少缩孔缺陷的关键。
应选择具有较低的收缩率和较好的流动性的材料，以确保凝固过程中的收缩程度可控。
2.3 采取有效的排气措施在铸造过程中，采取有效的排气措施可以减少气体对铸件凝固过程的干扰，从而降低缩孔缺陷的风险。
排气措施可以包括加入剂、提高浇注温度、采取适当的连续浇注等。
2.4 提高基材与液态金属的相容性为了减少缩孔缺陷的形成，可以通过提高基材与液态金属的相容性来增加界面的稳定性。
可以通过改变基材化学成分、调整金属液的配方等方式来实现。
三、结语以上是对铸造缩孔缺陷形成原因及对策的分析。
通过优化铸造工艺、材料选择、排气措施以及提高基材与液态金属的相容性等方法，可以有效降低缩孔缺陷的发生概率，提高铸件的质量和产能。
球墨铸铁缩松缺陷，都与哪些因素有关
球墨铸铁缩松缺陷，都与哪些因素有关墨铸件已广泛应用于大型模具铸造领域，是毛坯件最常用的生产工艺之一，随着汽车工业的迅速发展，裝备模具需求量逐年增长，铸造缺陷的影响也逐步凸显，常见缺陷有皱皮、变形、缩孔、夹砂和积碳等，本文主要针对球墨铸件缩孔缺陷进行研究。
1.缩孔的形成及危害（1）缩孔產生机理液态合金铁液由液态到固态过程中会出现体积变小現象，经历液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个收缩过程。
当液态收缩量与凝固收缩量大于固态收缩量时便会产生缩孔，形状极不规则，孔壁粗糙并带有枝状晶，缩孔分为集中缩孔（简称缩孔）和分散缩孔（简称缩松）。
（2）缩孔特点缩孔主要集中在铸件的上部和最后凝固的部位，以及铸件壁厚悬殊处、凹角圆角半径小及内浇道附近等凝固较晚或凝固缓慢的部位（称為热节）。
缩孔表现出来的形式主要有4种，即明缩孔、夹角缩孔、芯面缩孔、内缩孔，如图1所示。
（a）明缩孔（b）夹角缩孔（c）芯面缩孔（d）内縮孔图1 缩孔形式（3）缩孔在模具中的危害主要有以下4个方面：一是减少铸件的有效承载截面积，甚至造成应力集中而大大降低铸件的物理和力学性能；二是铸件的连续性被破坏，使铸件的气密性、抗蚀性等性能显著降低；三是加工后铸件表面的粗糙度提高，致使制件拉毛；四是缩孔在球墨铸铁缺陷中占据很大比例，往往成为不可修复的缺陷，直接造成铸件报废，给企业带来巨大的經济损失。
2. 缩孔缺陷位置通过对以往铸件失效现象统计分析发现，球墨铸铁缩孔缺陷多发生于高牌号球墨铸铁的以下部位：铸件的热节和最后凝固部位；承重部位或使用麵部位；表面10mm以下部位。
如图2、图3所示。
图2图33. 原因分析（1）铸件热节和最后凝固部位的缩孔铸件热节部位多出现在铸件三面夹角、拐角、直径小的铸孔以及壁厚悬殊部位，热量散发缓慢或集中到某一点，铁液外层已凝固，但热节点位置仍处于液态，凝固层逐渐形成枝状晶并不断生长将尚存的铁液分割成若干个互不相同的熔池，随著温度的降低热节位置開始出现收缩，體积变小，此时不能得到铁液补充而凝固后的孔壁粗糙、排满树枝晶的疏松孔，形成大量分散缩孔。
铸铁件缩松、缩孔、凹陷缺陷的原因分析与防止方法
2019年第2期热加工79F锻造与铸造orging &Casting铸铁件缩松、缩孔、凹陷缺陷的原因分析与防止方法■王姗姗，程凯，靳宝，赵新武摘要：结合生产实践，依据缩松、缩孔、凹陷等缺陷的特征分类，整理了产生的原因，以及采取的纠正预防措施。
有关书籍对缩松、缩孔的产生均有阐述，只是进一步结合几种材质作了补充和整理，以求不断地完善。
关键词：缩松；缩孔；原因分析；防止方法一、缩松1. 特征在铸件内部有许多分散小缩孔，其表面粗糙，水压试验时渗水。
典型案例如图1～图5所示。
发现方法：用机械加工、磁粉探伤可发现。
2. 原因分析（1）工艺设计不合理。
铸件的结构、形状及壁厚的影响。
孤立热节多，尺寸变化太大，厚断面得不到足够的补缩。
（2）浇注系统、冷铁、冒口设计不合理，冒口的补缩效果差。
（3）浇注温度不合理，温度太高或太低均会影响冒口的补缩效果。
（4）铸型紧实度低，铸型刚度差。
石墨化膨胀造成型腔扩大，铸件收缩时由于补缩不足形成缩松。
图1 缩松图2 硅钼球铁4mm处缩松图4 硅钼材质蜂窝状显微缩松图3 高镍奥氏体球铁的缩气孔图5 接触热节产生的缩松图6 鸭嘴顶冒口2019年 第2期 热加工80F锻造与铸造orging &Casting（5）碳、硅含量低，磷含量较高；凝固区间大。
硅钼和高镍球墨铸铁对碳、硅含量和氧化铁液的敏感性特大，铁液严重氧化或碳、硅量低时，易出现显微缩松。
即便在薄壁处也容易出现缩松（见图2、图3、图4）。
（6）孕育不充分，石墨化效果差。
（7）残余镁量和稀土量过高。
钼含量较高时也会增加显微缩松。
（8）浇注速度太快。
（9）炉料锈蚀，氧化铁多。
（10）铁液在电炉内高温停放时间太长，俗称“死铁水”，造成严重氧化。
（11）冲天炉熔炼时底焦太底，风量太大，元素烧损大，铁液严重氧化。
（12）冒口径处形成接触热节产生缩松（见图5）。
（13）压箱铁不够（或箱卡未锁紧，箱带断裂等），浇注后由于涨箱造成缩松。
铸件产生缩松的原因
铸件产生缩松的原因一、合金凝固特性方面1. 糊状凝固方式•许多铸造合金在凝固过程中呈现糊状凝固方式。
例如，一些铝合金，像ZL101等。
在凝固时，初生相以枝晶形式生长，并且枝晶间存在大量的液相。
由于这种凝固方式下，液固共存区比较宽，在最后凝固的枝晶间区域，补缩通道容易被较早凝固的枝晶阻塞。
液态金属难以补充到这些区域，从而形成缩松。
就好像在一个交通堵塞的城市道路网络中，救援物资（液态金属）难以到达需要的地方（最后凝固的枝晶间）。
2. 凝固收缩率•合金的凝固收缩率较大时容易产生缩松。
以灰铸铁和球墨铸铁为例，球墨铸铁的凝固收缩率比灰铸铁大。
球墨铸铁在凝固过程中，由于石墨球的生长方式与灰铸铁中的片状石墨不同，它会造成更大的体积收缩。
如果铸型的补缩能力不足，就会在铸件内部形成缩松。
一般灰铸铁的凝固收缩率约为1%• 3%，而球墨铸铁可达3%• 6%。
二、浇注系统与冒口设计方面1. 浇注系统不合理•浇注系统的设计如果不能保证液态金属平稳地充满铸型型腔，就可能导致缩松。
例如，当浇注速度过快时，液态金属会产生紊流。
这会卷入气体，使铸件内部产生气孔等缺陷，同时也会影响液态金属的补缩。
像在一些薄壁铸件的浇注中，如果浇注系统不能实现层流浇注，薄壁处的液态金属可能先凝固，阻碍后续液态金属的补缩，从而产生缩松。
2. 冒口设置不当•冒口的作用是对铸件进行补缩。
如果冒口的尺寸过小，其储存的液态金属量不足以补偿铸件的凝固收缩。
比如对于一个较大的铸钢件，如果冒口的体积仅按照小型铸铁件的经验来设计，在铸钢件凝固过程中，冒口内的液态金属很快就会凝固，无法对铸件内部进行有效的补缩，进而产生缩松。
另外，冒口的位置如果不合理，远离铸件最后凝固的部位，也不能很好地发挥补缩作用。
三、铸型方面1. 铸型的透气性差•当铸型的透气性不好时，在铸件凝固过程中，型腔内的气体不能顺利排出。
例如，用湿砂型铸造一些大型铸件时，如果型砂的紧实度过高，透气性就会降低。
有关球铁铸件缩孔缩松形成及预防
有关球铁铸件缩孔缩松形成及预防摘要,阐述有关球墨铸铁凝固特性、凝固过程体积变化和缩孔、缩松形成机理以及本人就缩孔、缩松的预防提出了看法。
关键词,球墨铸铁件,缩孔,缩松,防止前言球墨铸铁具有较大的缩孔、缩松倾向，如何防止和消除一直是铸造工作者关注的问题。
由于球墨铸铁缩孔、缩松形成的复杂性，在缩孔、缩松的形成机理和防止措施方面，存在许多不一致甚至相互矛盾的看法。
为有助于对此问题进行更深的研究，本文讲述有关球墨铸铁铸件缩孔、缩松的形成及预防，并就缩孔、缩松的预防方法发表本人的看法。
1 定义球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度 1.1成分球墨铸铁除铁外的化学成分通常为:含碳量3.6,3.8,，含硅量2.0,3.0,，含锰、磷、硫总量不超过1.5,和适量的稀土、镁等球化剂1.2性能球铁铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。
为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号，提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。
如国际标准化组织ISO1083所规定的大多数球墨铸铁铸件，主要是以非合金态生产的。
显然，这个范围包括抗拉强度大于800牛顿/毫米，延伸率为2%的高强度牌号。
另一个极端是高塑性牌号，其延伸率大于17%，而相应的强度较低(最低为370牛顿/毫米勺。
强度和延伸率并不是设计者选择材料的唯一根，而其它决定性的重要性能还包括屈服强度、弹性模数、耐磨性和疲劳强度、硬度和冲击性能。
另外，耐蚀性和抗氧化以及电磁性能1对于设计者也许是关键的。
为了满足这些特殊使用，研制了一组奥氏体球铁，通常叫傲Ni一Resis亡球铁。
这些奥氏体球铁，主要用锌、铬和锰合金化，并且列入国际标准。
2球墨铸铁的凝固特点球墨铸铁有着与其它合金不同的凝固特点:(1)共晶凝固温度范围宽，呈糊状凝固(2)与灰铸铁相比，共晶团数多，共晶膨胀较大。
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球墨铸铁作为钢的廉价替代者，正得到大量应用。
球墨铸铁导盘易出现缩孔及缩松缺陷，其集中性缩孔主要产生在冒口颈，通常称为冒口颈缩孔。
其成因为：
1、碳当量。
提高铁液的碳含量，有利于石墨化，但随着石墨化膨胀，缩孔缩松倾向变大。
碳当量不宜过低。
2、磷含量。
磷使凝固范围扩大，此外磷共晶在最后凝固时得不到补给，会使铸件外壳变弱，增大了缩孔缩松的倾向。
3、残余稀土。
残余稀土量和残余镁量会增加球墨铸铁的白口倾向，使石墨膨胀减少，增大缩孔缩松的倾向。
4、铸型刚度。
砂型的紧实度不够或不均匀，会增加该缺陷的几率。
5、浇注温度。
浇注温度过高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利。
6、铸件壁厚。
过厚铸件内部液态收缩大，当厚度变化太突然时，孤立的厚大断面得不到补缩，会增大该缺陷的倾向。
7、冒口及冷铁。
若浇注的冒口和冷铁设置不当，不能保证金属液顺序凝固，会影响冒口的补缩效果。
故控制措施为：
1、化学成分。
碳当量＞3.9%，磷含量＜0.08%，残留镁含量＜0.07%，采用稀土镁合金处理时，稀土氧化物残余量控制在0.02-0.04%。
2、冒口。
冒口的尺寸、数量及安放位置要适当，力求做到顺序凝固，确保铸件能不断地补充金属液。
3、铸造工艺。
采用冷铁布置。
一提高凝固速度，使致密；二改变铸件的温度分布，利于铸件顺序凝固。
4、铸型。
提高砂箱的刚度和型砂紧实度，保证铸型有足够的刚度。
5、浇注温度。
一般铸件的温度应控制在1300-1350℃，厚大铸件，浇铸温度还可再低。