球墨铸铁皮下气孔的防止处施

xiayaxi

球墨铸铁皮下气孔的防止处施：
1，控制残留Ai量，灰铸铁危险残留Ai量0015%-0.15%
湿型砂球墨铸铁的危险残留Ai量0.03%-0.05%
孕育剂(回炉料)是铝量的主要来源
2, 浇注温度,危险浇注温度1310℃-1250℃
3, 控制铁液的含氢量,冲天炉铁液含氢量4-5PPm,开炉后100-200min以内的铁液的含氢量较高,浇铸湿型重要铸件不适合.
4, 湿型型砂水份,死粘土和附加物, 水份应小于5%,
5,  型砂加入煤粉4-5%.浇注时煤粉在金属-铸型界面形成还原性气膜,不仅可以防治铸件粘砂,而且可能抵制了界面水气的反应,也是防止皮下气孔。沥青2%或木屑粉2%-3%来防止皮下气孔
6，球墨铸铁件面砂中加入赤铁矿粉2%。也能防止皮下气孔
7，球墨铸铁件面砂中加入二氟化氨2%-2.5%   (氟化氢氨)
8,  机器造型流水线生产铸件时.特别是对于皮下气孔非常敏感的湿型球墨铸铁件，不能用烫手、冒热气、温度超过35℃的热型砂造型，否则极易在铸件过热部位出现皮下气孔。
9,  在球墨铸铁件的湿型型腔表面抖熔剂粉，常用熔剂粉为冰晶石粉（氟铝酸钠、熔点994℃）或氟化钠
10，禁止浇包中无覆盖剂。防止铁液表面发生二次氧化，形成熔点低，流动性好的液态渣,加入量为铁液的0.4%。

ganxf

写的很好。尤其是浇注温度对皮下气孔是非常关键的。

dufei621

总结的很有道理，其实造型的方法对其也有影响

铸冶艺人

1# xiayaxi
补充皮下气孔的预防措施。谈到一些方法，不全面。
熔炼，球化处理，如果是电炉，问题不大，但是对冲天炉就不行了，想提高温度，困难，温度不高，想扒淨渣子也不可能，所以，注意型砂水分，适当加入煤粉，是第一步，第二，一定要控制镁的含量，不要太高。同时球化后，要扒干净渣子。这是我以前处理这类问题的措施。
当然，还有其他一些措施，我只是补充。

冯兴平

浇注系统，浇注速度也要注意。

ynsh518

我认为浇注温度和型砂水分对皮下气孔影响最大

xiayaxi

一.皮下气孔的特征：
1）出现在球墨铸铁件表层下距离1-2mm处，显内壁光滑，直径为1-3mm的密集性小孔，有的位置较浅，铸件抛丸后就可发现。
2）多发现在8-12mm厚铸件，一般出现在上表面及离内浇口较远的部位，过份薄的铸件（<6mm）反而较少出现。
3）气孔多数为球形，有的则显梨形、椭圆形、针形或与其周围的夹渣同形。
4）这种缺陷在镁高、硫高时多，。干砂型铸件较少，湿砂型铸件较多，阴雨天多，浇注温度底及簿壁铸件容易发生。
二.皮下气孔的气体来源：
1）镁蒸气    镁的沸点1107℃，在高温铁液中，镁变为镁气上溢，一部份成为石墨结晶的核心，一部份上升集聚成较大的气泡。
2）煤作为触媒剂，使氧化铁或碳化铁还原，产生一氧化碳或二氧化碳气体。
            Fe3C+FeO→4Fe+CO↑
            2CO→CO2↑+C
3）型砂（芯砂）中的水份或镁起反应产生气体。
        Mg+H2O→MgO+H2↑
            MgS+2H2O→Mg（OH）2+H2↑
     4）煤作为触媒剂，使水蒸气与碳反应，生成一氧化碳和氢气。
     5）球铁铁液中存有较多的氧化物和硫化物渣质点，如果铁液与型砂表层水汽处于高温高压状态，会使这些夹杂物质点产生氧化热分解而产生大量气体，如H2、CO、N或CH4
三.气体被阻留在表层下不能外溢的原因：
  1）铁液温度的影响：
      气泡上浮速度=｛（2×气泡半径2）÷（9×铁液粘度）｝×（铁液密度-气泡密度）×重力加速度
       浇注温度与皮下气孔的废品率的关系（某汽车支架铸件）：
        浇注温度             皮下气孔的废品率
         1300-1340℃          20%
         1340-1360℃          3-4%
            >1360℃            0
       提高浇注温度可以使铁液气泡溢出，皮下气孔可以减少甚至消失。
     2）浇注时铁液自上而下充满铸型，铁液及型腔中产生的气体量剧增，由于不能及时排除而导致压力升高，而有可能挤入显蜂窝状的共晶液体表层中而形成侵入性气孔。
     3）加镁处理的铁液表面张力由800-900达因/厘米提高到1240-1350达因/厘米、甚至到1550-1600达因/厘米，既表面张力提高了50%-60%，由于表面张力的增加使液体中气泡上浮至液体表面下受阻。
     4）含镁铁液在高温下易产生氧化膜，这层氧化膜对气体有吸附作用，并成为阻碍气体通过的一道密闭障碍，使气体难以排出，这层氧化膜也增大了铁液与型壁间的阻力，使铁液内的气体更难溢出；当球化剂中有稀土时能降低氧化膜厚度，缺陷程度表现减轻。
     5）表面积大的小件，特别在铁液温度较低，内浇道又小的情况，铁液进入型腔温度降底很快，表层的氧化膜及表面张力增加也快，气体更难排出，故容易发生皮下气孔。
      残留镁Mg>0.05%时发生皮下气孔加大,而采用无镁球化剂（重钇基稀土、单独加稀土及金属卤化物）处理的铁液，皮下气孔较少。
      减少气体的方法：
A采用70砂（碳酸钙石灰石）作球化剂覆盖剂，可使球化剂加入量减少0.1%。
B增加排气系统，使排气面积加倍大于内浇道面积，有利于型腔气体排出。型砂的水份的控制（高压造型4%）。
C型砂中加入5-8%煤粉（低硫）。
D铸型面喷点锭子油，或用矿石粉和煤油3:1混合喷涂，也可在面砂中加入3%-5%的矿石粉或微量的氟化钠粉，使型腔产生还原性气氛，以减少铁液表面氧化，并且吸收型砂水份减少水气对铁液的危害。
      炉渣中的氧化铁含量超过5%铸件就可产生气孔.
      铁液中的AI量也是引起铸件气孔的一大原因：2AI+3H2O→AI2O3+6（H）
      球铁生产中残留镁的质量分数一般控制在0.03-0.06%高了产生气孔：Mg+H2O→MgO+2（H）。

xiayaxi

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，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。

outele

加强铸件的工艺排气

jmsnikko

很好，学习了。谢谢

duopuda

学习一下 谢谢楼主

chine.cao

支持，很好的理论结合实践经验。

tokito

呋喃树脂自硬砂怎么分析？

zlj1226

1# xiayaxi


皮下气孔的出现时一个zong综合的的工艺问题，需要系统图的 考虑

cajsk

这两天正在考虑这个问题，以上这些给了我很大的启发。谢谢各位。