夹渣缺陷

铸件的内部或表面存在着固态的熔渣或金属氧化物。

这种缺陷叫做夹渣。

一、夹渣的种类1、按形成夹渣的熔渣来源，夹渣可以分为：内生夹渣和外生夹渣。

2、按形成夹渣的熔渣熔化温度，夹渣可以分为：液态夹渣和固态夹渣。

3、按形成夹渣的熔渣种类，夹渣可以分为：氧化物夹渣；硫化物夹渣；氮化物夹渣；复合化合物夹渣。

4、按夹渣的尺寸，夹渣可以分为：宏观夹渣和微观夹渣。

二、夹渣产生的原因1、铸件的结构：（1）铸件截面尺寸突然改变或外形不规则；（2）吊砂太深；（3）铸件存在狭窄的凹槽；（4）铸件内角的圆角半径太小。

2、熔炼：（1）金属炉料表面严重氧化或杂质太多，以致液体金属内部存在大量的金属氧化物；（2）金属炉料尺寸太小或太松散，以致金属炉料在熔化以前就产生严重氧化的现象，从而增加液体金属内金属氧化物含量；（3）熔炼过程控制不当，液体金属产生严重氧化或脱氧不完全，以致液体金属内存在大量的金属氧化物，这不仅会导致铸件产生夹渣，也会促使铸件产生气孔；（4）熔炼温度控制不当。

温度太低时，液体金属同人的金属氧化物等，因液体金属的粘度太高不易上浮至表面而残留在液体金属内；温度太高时，液体金属表面的炉渣变得稀薄，不易自液体表面去除，往往随液体金属流入型内。

（5）熔炼过程炉渣控制不良。

炉渣太稀薄，不易自液体表面去除；渣量太少时，不能使液体金属表面的浮渣汇集在一起加以去除。

（6）炉前对液体金属进行处理控制不当，产生大量浮渣。

（7）熔炉或浇包的耐火材料的烧结温度太低或热化学稳定性太低，往往被液体金属中的金属氧化物浸蚀，以致在液体金属内存在大量熔渣。

（8）熔炉或浇包的耐火材料的热强度或干强度太低，或者未彻底烘干，引起耐火材料脱落入液体金属内。

（9）液体金属化学成分不合格，以致金属内存在大量金属的氧化物和硫化物。

（10）熔炼操作不小心，熔渣或金属氧化物混入液体金属中。

这种现象大多出现在铝合金和镁合金中。

3、工艺设计（1）浇注方式不合理。

（2）加工余量太少。

（3）浇口杯的结构不合理。

（4）浇注系统各部分截面积比例不当（5）浇口的长度太短。

（6）横浇口的高度太低。

（7）内浇口开设在横浇口的上部。

（8）内浇口与横浇口之间的夹角不正确。

（9）内浇口数量太少或太集中，以至于液体金属在型腔内的流程太长，引起金属氧化和液体被强烈冷却，熔渣不易上浮；同时浇口周围的型壁严重过热和被浸蚀，有被冲毁的可能性。

（10）内浇口正对型壁或泥芯。

（11）内浇口布置不合理，进入型腔内的液体金属产生冲击和涡流，液体金属表面的金属氧化物被卷入液体金属内部。

（12）离心集渣器的进口和出口位置不正确，以致液体金属进入集渣器后就由出口流出，不能在集渣器内充分旋转和使熔渣上浮。

（13）滤渣泥芯的孔眼尺寸太大。

（14）横浇口截面积与滤渣泥芯孔眼的截面积总和的比例不正确，横浇口截面积太小时，漏过滤过渣泥芯孔眼的小尺寸的熔渣不能在横浇口进一步除去。

（15）滤渣泥芯的强度不够，滤渣泥芯没有固定好或支撑面积太小。

4、型砂、芯砂和涂料（1）耐火度太低和热化学稳定性差，容易和液体金属表面的金属氧化物产生化学反应，生成低熔点的多元化合物，并被流动的金属带入型腔内，（2）砂型和泥芯以及浇注系统的表面粘附着多余的砂粒或涂料，浇注时被带入型腔。

（3）湿型浇注时，砂型的坚实度不均匀，坚实度低的型壁表面容易被液体金属浸蚀和形成低熔点的化合物。

（4）造型时，防粘模材料例如滑石粉或油类用的太多，以致在浇注过程中产生防粘模材料被液体金属冲刷，并与液体金属中的氧化物产生化学反应，或燃烧后留下残渣，导致铸件产生夹渣。

5、浇注（1）浇注温度太低，以致在浇注过程中液体金属的粘度太高，熔渣不能上浮在液体金属表面和进入冒口；同时，由于浇注后，型腔内的液体金属很快凝固，熔渣就残留在铸件内。

实际生产中，浇注温度太低是引起铸件产生夹渣的主要原因之一。

（2）浇注以前没有很好地除渣，以致浮在液体金属表面的熔渣或金属氧化物随同液体金属流入型内。

（3）浇注不连续，以致浇口杯液面上的熔渣浇入浇注系统和进入型内。

（4）浇注速度太慢，浇口杯内液面高度太低和形成喇叭状空穴，液体液体金属表面的浮渣被吸入直浇口。

（5）使用过的浇包，其中的残渣及金属氧化物没有清除干净，重新注入液体金属后，残渣及金属氧化物将重新熔化，而使液体金属内熔渣和金属氧化物的含量增加。

（6）浇包没有彻底烘干，液体金属注入后产生激烈的沸腾并使温度降低，熔渣不易上浮。

同时，由于浇包壁的气体压力很高，也有可能引起耐火材料脱离的现象。

（7）除渣后浇包的液体金属表面没有加以覆盖，以致液体金属被严重氧化和形成一层氧化膜。

6、其它离心浇注时，铸型的转速太低，铸件也将因液体金属内的熔渣或金属氧化物不能移动到自由表面上而产生夹渣。

三、夹渣的防止方法1、铸件结构在不影响零件的使用性能的条件下，可以适当地改进结构和增加内角的圆角半径。

2、熔炼（1）金属炉料应尽可能干净，氧化严重的炉料在熔炼前应进行除锈处理。

（2）含杂质太多的金属炉料，使用前可先重熔，以便去除大部分熔渣，然后浇成金属锭，再正式投炉熔炼。

（3）金属炉料尺寸不能太小，松散的金属切屑应压成块或预熔成锭。

（4）避免金属在熔炼过程中产生严重氧化。

（5）严格控制熔炼温度。

（6）熔炼钢和铸铁时，尽可能减少萤石等熔剂的加入量，以免炉渣太稀薄。

当炉渣太稀薄时，可以加入适量的干石英砂或石灰加以调整。

（7）严格控制液体金属的化学成分。

对于铸铁来说，为了形成低熔点的和易于上浮的熔渣，要求硅的含量比锰的含量高0.5%。

为了不使铸件产生夹渣，球墨铸铁的铁水在处理前含硫量应尽可能低，同时在保证石墨球化的前提下，应尽可能降低镁的含量。

（8）为了消除硫化镁和氧化镁引起的球墨铸铁铸件的夹渣，可以在铸水包底加入0.3－0.5%的冰晶石粉，或者在包底加入一部分，然后在铁水表面加入一部分。

3、工艺设计（1）铸件的主要机械加工面应放在下箱。

（2）适当增加铸件上箱部分平面上的加工余量，使液体金属内的熔渣上浮至加工余量部分，然后加工去除。

（3）高度较高的铸件采用立浇时，应该采用底8注和顶注相结合。

（4）采用具有良好撇渣作用的浇口杯。

（5）横浇口应该有足够的长度，以利熔渣上浮。

（6）采用狭梯开横浇口，横浇口的高度应比内浇口高三倍以上，同时要求横浇口现内浇口的底面在同一平面上。

（7）离心集渣器的出口应背离液体金属的旋转方向。

（8）根据铸件的材料选择浇注系统各部分的截面积。

对于用漏包浇注的钢铸件，生产中大多数是采用半封闭或开放式的浇注系统。

（9）对于易氧化的金属，浇注系统的截面积应适当增加，以便保证快速充满型腔，减少第二次氧化。

（10）为了减少铝合金产生第二次氧化和去除铝水中的三氧化二铝，生产中常采用带有集渣器的缝隙式浇口。

4、型砂、芯砂和涂料（1）根据金属的熔化或浇注温度以及金属氧化的热化学性能选择相应的型砂。

（2）在型砂中加入一些有机物，以便在浇注过程在型腔中形成还原性气体，心目金属氧化。

（3）尽可能降低湿型型砂的水分。

（4）用冰晶石粉作湿型涂料可有效地防止球墨铸铁铸件产生夹渣。

5、造型和造芯（1）砂型或泥芯表面粘附的砂粒或堆积和涂料应清除干净。

（2）中大型铸件湿型浇注的砂型表面的粉状涂料应修光。

6、浇注（1）浇注前，液体金属在浇包内静置一定时间，使液体金属内熔渣充分上浮。

（2）浇包内的浮渣如果太稀薄或分散不易去除，可以酌情加入稻草·干砂或石灰加以拌加，然后扒去。

（3）采用虹吸式或茶壶式浇包。

（4）尽可能提高浇注温度。

（5）用普通浇包浇注时，浇注过程必需很好挡渣。

（6）浇包内液体金属全部浇完后，应及时清除包嘴及包壁残留的熔渣和金属氧化物（铁皮）。

（7）浇注不能间断，同时保证一定的浇注速度。

7、其它适当地提高离心铸造的铸型转速，使比重小的熔渣进入自由表面。

铸件的内部或表面存在充满型砂或芯砂的孔穴或夹层，这种缺陷叫做砂眼。

一、砂眼产生的原因1、铸件结构（1）铸件存在内角的尖角或狭窄的凹槽。

（2）铸件的壁厚太薄，合箱下芯时容易碰坏型壁，或者型壁表面的砂粒被擦落。

2、工艺设计（1）模型的拔模斜度太小，或是反拔模斜度，以致在起模时型壁被拉裂。

在浇注过程中，型壁破损部分有可能坍塌或被液体金属冲毁。

（2）浇注系统的截面积太小，浇注时间太长，以致在浇注过程中，上箱型壁表面受热辐射作用而产生膨胀，结果引起“砂雨”或表面层脱落。

（3）液体金属的流动速度太快，浇注系统型壁或芯壁被冲毁。

（4）内浇口布置不合理，液体金属长时间地直接冲击型壁或芯壁的某一部分，结果该部分或者因砂粒的膨胀，或者因失去强度而被冲毁。

3、型砂、芯砂和涂料（1）型砂或芯砂的热膨胀性太大。

（2）型砂或芯砂的强度太低。

4、造型和造芯（1）砂型可泥芯的坚实度过高、过低或不均匀。

（2）砂型或泥芯表面的松散砂粒在合箱前未清除干净；或者合箱时落入型腔内的砂粒未清除干净。

（3）砂型或泥芯未彻底烘干或烘干过度（过烧），表面强度太低。

（4）合箱不准确，压坏砂型或泥芯。

（5）浇注系统或滤渣泥芯的强度不够。

5、浇注（1）浇注温度太高，型壁甩受到的热辐作用太剧烈，引起型壁脱落。

（2）浇包离浇口杯的距离太大，液体金属容易冲毁浇注系统，同时增加进入型腔的液体金属的流动速度。

二、砂眼的防止方法1、铸件结构（1）内角的尖角部分适当增加圆角半径；较深的、过于狭窄的凹槽不做出，或者由泥芯做出。

（2）合箱时容易碰坏或擦损的地方，可以适当增加铸件的厚度。

2、工艺设计（1）适当增加拔模斜度。

（2）增加浇注系统的截面积，缩短浇注时间。

（3）采用半封闭或开放式浇注系统。

（4）内浇口的位置不应导致液体金属直接冲击型壁或芯壁。

（5）内浇口应均匀分布。

3、型砂、芯砂和涂料（1）选用具有较高的热强度的粘结剂。

（2）适当增加粘土等粘结剂的加入量，提高型砂的强度。

（3）对于大型铸件，为了避免浇注系统被液体金属冲毁，可以用成型的耐火砖组成浇注系统。

（4）选用热膨胀较小的和杂质较少的型砂。

（5）降低型砂的压应力，对湿型浇注铸铁用的型砂，可以适当加入一些煤粉或粒状沥青。

4、造型和造芯（1）为了提高型壁或芯壁的表面强度，可以适当地提高坚实度，但应力求均匀。

（2）浇注系统及其与铸件的连接处，不应存在尖角。

（3）内浇口周围及薄弱的部位应插钉加固。

（4）去除型壁或芯壁表面的松散砂粒，合箱以前用吸砂器等将型内的松散砂粒去除。

（5）对于容易压坏的砂型，合箱后应重新吊起上箱进行检查。

（6）认真检查砂型或泥芯的烘干程度和表面强度。

5、浇注（1）适当控制浇注温度。

（2）浇包离浇口杯的距离不可太高，同时要使液体金属自浇口杯的斜壁流下，不可直接冲击浇口杯底部。

灰口铸铁铸件的截面或热节处、存在许多细小的、呈链状或点状均匀分布的石墨斑点，这种缺陷叫做石墨斑。

石墨斑产生的原因（1）铁水的碳当量太高，尤其是碳的含量太高，导致铁水在冷却和凝固过程析出大量的粗片状石墨。