常见铸件缺陷及其预防措施

紫金

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。
% K" x" M  T% q8 }; B2 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。
2 z' L% q( O& e% k0 Y1 A1 W6 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。

yinfl99

楼主好，我公司生产的汽车模具的铸件，比较大，我们一直在粘砂上存在很大的问题，特别是GM241 材质，与HT300材质同等条件浇铸，但是出来后GM241的铸件会有很多的粘砂，
GM241 的化学成分：       
材质          T.C            Si          Mn        P        S             Mo                Cr
2 _- h$ M) j/ XGM241        2.8～3.2        1.5～2.2        0.7～1.0        ≦0.15        ≦0.15        0.35～0.50       0.35～0.50
8 J! Z# }( T0 l 中频电炉熔炼，现在一般出炉温度是1400~1420     浇铸温度是 1340~1350
砂子的粒度集中在40~70。
2 t; u0 Y7 g3 t1 l1 Q3 `% v" u浇铸系统会不会有什么影响，主要是机械粘砂。
请大家谈论下主要是很问题？

tokito

好东西

xiayaxi

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。
( i7 I6 k' {' x& i5 @# V          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。
! e6 L  n4 `+ m  \          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。
" o+ ^7 d6 w, I2 {, ^; j# R! n          2）提高型砂湿强度
9 S0 u& r" c7 P* A6 A. p8 H1 V, C           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。
7 L  R- x3 B2 \- u& E. I          4）用干型、自硬砂代替湿型。
4 n' M9 A0 d8 K8 U          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。

xiayaxi

球铁皮下气孔对策
' p7 u6 o! `( l# d, y' w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。
( A; z5 T" _, M# a' v8 T6 U$ H2 g(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。
1 }* M: g" ]) W  v( R0 r(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。
& ~. P$ |- e9 T$ p& D(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。
" J( [8 i% Q, i, k& |, i5 b& b(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。
0 `( a' o( j5 h2 _(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。
$ H, G$ x& g5 l' {4 ?  |: W& b4 L4 G2　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。
' C6 I! T. v$ b 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0 08%。 (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(>3 9%)；尽量降低磷含量(<0 08%)；降低残留镁量(<0 07%)；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在0 02%～0 04%。 (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0 06%以下，当它在0 09%～0 135%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。 2.2　防止措施 (1)控制铁液成分：尽量降低铁液中的含硫量(<0 06%)， (2)熔炼工艺：要尽量提高金属液的出炉温度，适宜的镇静，以利于非金属夹杂物的上浮、聚集。扒干净铁液表面的渣子，铁液表面应放覆盖剂(珍珠岩、草木灰等)，防止铁液氧化。选择合适的浇注温度，最好不低于1350℃。 (3)浇注系统要使铁液流动平稳，应设有集渣包和挡渣装置(如滤渣网等)，避免直浇道冲砂。 (4)铸型紧实度应均匀，强度足够；合箱时应吹净铸型中的砂子。 3　石墨漂浮 3. 1　影响因素 (1)碳当量：碳当量过高，以致铁液在高温时就析出大量石墨。由于石墨的密度比铁液小，在镁蒸汽的带动下，使石墨漂浮到铸件上部。碳当量越高，石墨漂浮现象越严重。应当指出，碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因，但不是唯一原因，铸件大小、壁厚也是影响石墨漂浮的重要因素。 (2)硅：在碳当量不变的条件下，适当降低含硅量，有助于降低产生石墨漂浮的倾向。 (3)稀土：稀土含量过少时，碳在铁液中的溶解度会降低，铁液将析出大量石墨，加重石墨漂浮。 (4)球化温度与孕育温度：为了提高镁及稀土元素的吸收率，国内试验研究表明，球化处理时最适当的铁液温度是1380～1450℃。在此温度区间，随着温度升高，镁和稀土的吸收率增加。 (5)浇注温度：一般情况下,浇注温度越高，出现石墨漂浮的倾向越大，这是因为铸件长时间处于液态有利于石墨的析出。若缩短凝固时间，随着浇注温度升高，石墨漂浮倾向降低。 (6)滞留时间：孕育处理后至浇注完毕之间的停留时间太长，为石墨的析出提供了条件，一般这段时间应控制在10ｍｉｎ以内。 3 2　防止措施 (1)控制铁液成分：严格控制碳当量，不得大于4 6%；铁液的含碳量不得大于4 0%，可用废钢来调整铁液的含碳量；采用低硅(<1 2%)生铁；改进孕育处理，增强孕育效果，这样可降低孕育硅铁量。 (2)控制稀土的加入量：在保证球化的前提下，加入量要少。 (3)改进铸件的结构，使壁厚尽量均匀，且小于60ｍｍ；若壁厚相差很大、热节很大，可在厚壁或者热节处加放冷铁；若是热节或厚壁位置在铸件顶部，可在此处加冒口。 (4)严格控制温度：通常要求在1380～1450℃进行球化处理，1360～1400℃进行浇注。同时，尽量缩短铁液出炉到浇注之间的滞留时间。 (5)必要情况下，可以加入钼等反石墨化元素，提高碳在铁液中的溶解度，从而减少石墨析出。 4　皮下气孔 4. 1　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，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。 (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。 (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。 (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。。 5　球化衰退及球化不良 5.1　影响因素 (1)碳当量：铁液的碳当量太高时(尤其是硅含量也高时)将使石墨球化受到影响。试验表明，对于厚壁铸件，当碳当量超过共晶成分时就有可能产生开花状石墨。但是提高铁液的含碳量有利于镁回收率的提高。因此生产中大多采用高碳低硅的原则，通常含硅量控制在2%左右。此外，碳当量的选取还与铸件壁厚有关：当壁厚为6.5～76ｍｍ时，碳当量为4.35%～4.7%；当壁厚>76ｍｍ，碳当量为4.3%～4 .35%。 (2)硫:当铁液中的含硫量太高时，硫与镁和稀土生成硫化物，因其密度小而上浮到铁液表面，而这些硫化物与空气中的氧发生反应生成硫，硫又回到铁液，又重复上述过程，从而降低了镁与稀土含量。当铁液中的硫大于0.1%时，即使加入多量的球化剂，也不能使石墨完全球化。 (3)稀土与镁:稀土与镁含量过低时，往往产生球化不良或球化衰退现象。一般工厂要求球化剂的加入量为1.8%～2.2%。 (4)壁厚：铸件壁太厚也容易产生球化不良及衰退缺陷，主要是因为铁液在铸型中长时间处于液态，镁蒸汽上浮，造成镁含量降低；共晶时大量石墨生成而释放出的结晶潜热使奥氏体壳重新熔化，石墨伸出壳外而畸形长大，形成非球状石墨。 (5)温度:若铁液温度过高，铁液氧化严重，由于镁与稀土易与氧化物产生还原反应，而使得镁、稀土含量降低，同时高温也将增加镁的烧损和蒸发；铁液温度太低，球化剂不能熔化和被铁液吸收，而上浮至铁液表面燃烧或被氧化。 (6)滞留时间：铁液中镁的含量是随孕育处理后停留时间的增加而减少，其主要原因是因硫及镁、稀土的氧化与蒸发造成的。一般情况下，滞留时间不超过20min。 (7)浇冒口：浇冒口若设计不合理，会产生浇注时间太长、铁液飞溅以及卷入空气，使镁、稀土氧化严重。 5.2　防止措施 (1)严格控制铁液成分：选择合适的碳当量；铁液中的含硫量应小于0 08%(其中生铁含硫不得大于0 03%，焦碳含硫不得大于0 08%)，可采用小苏打进行脱硫。 (2)加入足够的球化剂， (3)合理设计铸件结构,避免壁厚过大，也可在壁厚处加冷铁以提高凝固速度，缩短液态时间，从而防止球化衰退及不良。 (4)注意处理温度。出炉温度应低于1460℃，以防球化剂严重烧损；要防止高温下的氧化现象，盖好覆盖球化剂的铁板(厚度应>3ｍｍ)；铁液扒渣后应用草木灰等盖好；当铁液温度>1350℃出现球化不良及衰退时，可补加球化剂；而当<1350℃时就不能补加球化剂，也不得浇注球铁件，只能补加其它铁液浇注不重要的灰铸铁件或芯骨等。 (5)铁液出炉后应及时浇注，滞留时间不得超过20min。 (6)合理设计浇冒口,，采用型内和型上球化处理，加强孕育。

yang

受教了，真是好资料。

leon335

GOOD

andyhe8247

写得很好 实用的资料啊

zjx1969

好，谢谢。有价值

fscafy

9# zjx1969
9 r* X0 H9 M8 \! d# `
什么样的生产线？
" s4 U$ g$ G8 ^! r5 S砂子的粒度集中在40~70实在是太粗了，建议提高至100/50或者70/140，
建议：砂子的耐火度（大于等于1500，SiO2%大于93%）；含泥量小于等于0.5%；
% {2 F9 B& E/ ~  }) b      LOI：2.0～3.0%（灰铁）

ycj01513

正在学习，谢谢！