30年鑄造技術工程師匯總：可鍛鑄鐵件17種常見缺陷分析與防范措施

　　在可鍛鑄鐵件生產中，常見的鑄件缺陷有縮孔、縮松、疏松、氣孔、裂紋、粘砂、鑄件表面粗糙、縮陷、偏芯、錯型、澆不足、型漏、灰口、麻口、反白口、白邊過厚、變形、裂紋、氧化層過厚、花心斷口、過燒，樹枝狀晶疏松、回火脆性、退火不足等。通常，產生這些缺陷的原因不單是退火工藝問題，有時還有造型制芯、熔煉澆注、配砂質量、落砂清理等許多生產工序的問題，因此必須具體分析，以便采取相應的合理措施加以解決。

　　生產可鍛鑄鐵件時，鑄件一些缺陷及其原因分析與防止方法如下：

　　1、縮松與縮孔

　　特征及發現方法

　　在鑄件內部，厚壁處、熱節處有分散的小孔洞稱為縮松;集中的孔洞稱為縮孔?？锥吹谋砻娲植?/span>

　　原因分析

　　1.由于底焦下降，鐵液碳含量急劇下降，使收縮增大

　　2.澆冒口設置不當，冒口頸截面積過小，冒口與補縮部分距離過長，使鑄件補縮不足

　　3.澆注溫度過高，產生縮松、縮孔的傾向增大

　　4.型砂水分過高，透氣性降低，阻礙鐵液充滿冒口，造成補縮不足

　　防止方法

　　1.穩定化學成分，控制ωc在2.3%~2.7%之間

　　2.一般把冒口置于鑄件最后凝固的部位。冒口頸截面積應合適，冒口頸的長度一般為5~8mm

　　3.要選用適宜的澆注溫度

　　4.嚴格控制型砂水分

　　2、枝狀縮松

　　特征及發現方法

　　鑄件外層呈現樹枝狀疏松，.從鑄件表面起有一根根很細的針狀晶體指向中心，使結晶具有輻射狀態。一般產生在冒口頸附近、熱節、砂芯和鑄件尖角處

　　原因分析

　　1.一般產生枝狀疏松的原因與縮松相同，主要是補縮不足造成的。與鑄件的厚度、鐵液化學成分、澆注溫度、加鋁量和澆冒口布置有關

　　2.另外，由于可鍛鑄鐵件是亞共晶白口鐵，液固相線間距較大，易形成枝晶，氫在高溫時大量滲入鐵液中，鐵液凝固時，氫停留在表面內層，形成枝狀疏松

　　防止方法

　　1.嚴格控制ωAl，一般在0.05%左右

　　2.嚴格控制型砂水分，提高透氣性

　　3.對于壁厚的鑄件應降低澆注溫度

　　4.高硅量加孕育，以縮短凝固時間

　　5.合理布置澆冒口系統，使補縮良好

　　3、氣孔與針孔

　　特征及發現方法

　　鑄件在表面或皮下有密集或分散氣孔，孔洞表面光滑

　　原因分析

　　1.型砂水分過多，灰分過高，粒度過細，使型砂的透氣性降低

　　2.澆注溫度過低，凝固快，氣泡不易逸出

　　3.型砂中煤粉含量過高，便其發氣量大

　　4.砂型緊實度過高或砂芯的通氣道不良

　　5.鐵液中含氣較多

　　6.冷鐵不干凈，或位置不當

　　防止方法

　　1.控制型砂的水分，并提高型砂的透氣性

　　2.適當提高澆注沮度

　　3.控制合適的煤粉加入量

　　4.適當減少型砂和芯砂的粘結劑，對舊砂進行去灰處理

　　5.砂型緊實度應適宜，并加強砂芯的通氣

　　6.烘干爐缸、前爐及鐵液包

　　7.冷鐵需經光潔處理，并合理設置

　　4、裂紋

　　特征及發現方法

　　鑄件外部或內部有穿透或不穿透的裂紋。熱裂帶有暗色或黑色的氧化表面;冷裂是較干凈的脆性裂紋

　　原因分析

　　1.碳含量過低，收縮過大

　　2.鑄件厚壁處補縮不足或冷鐵設置不合理

　　3.型砂或芯砂退讓性不好

　　4.鐵液硫含量過高，增加了熱脆性

　　5.內澆口大而集中，個數少，使局部過熱

　　6.鑄件結構不合理，壁厚變化太突然

　　7.鑄件開箱過早，冷卻太快

　　8.鑄件在落砂清理時，受沖擊過大

　　防止方法

　　1.控制ωc不應低于2.3% 。并適當提高鐵液出爐溫度，降低澆注溫度

　　2.合理設置澆冒口和冷鐵

　　3.砂型不宜太緊實，加入適量木屑改善退讓性

　　4.盡量使鐵液硫含量低，或控制合適的錳硫比

　　5.改進鑄件結構，壁厚過渡要求漸變

　　6.延長開箱時間

　　7.鑄件在清理時，應避免受沖擊

　　5、渣

　　特征及發現方法

　　在鑄件外部或內部的孔穴中有熔渣

　　原因分析

　　1.澆包中的渣未除凈

　　2.鐵液中熔渣太多

　　3.澆注時斷流

　　4.澆注系統設置不合理，擋渣效果不好

　　5.澆注位置不正確

　　防止方法

　　1.除凈澆包中的殘渣

　　2.適當提高鐵液溫度，可在鐵液包內加人少量干砂，以利聚渣撇除

　　3.澆往時，注意不發生斷流，并保持澆口杯充滿

　　4.在橫澆道上可設置集渣包，以利擋渣

　　5.應使鑄件的重要部位放在下面或側面

　　6、多肉

　　特征及發現方法

　　鑄件上有形狀不規則的毛刺、披縫或凸出部分

　　原因分析

　　1.面砂強度不夠，產生裂紋，致使鐵液鉆入

　　2.涂料不好

　　3.鑄型緊實度不均勻或吃砂量不夠

　　防止方法

　　1.應用較細的面砂,并適當增加粘結劑和混砂時間，以提高面砂弧度

　　2.改善涂料

　　3.要求型砂緊實度均勻，并有足夠的吃砂量

　　7、　鐵豆

　　特征及發現方法

　　氣孔中有小鐵珠

　　1.型砂潮濕，內澆道離鑄件最低處太高，造成鐵液飛濺，形成鐵豆，鐵液充滿后，又未能把鐵豆熔化，使其與氣體一塊包入鑄件中

　　2.砂芯透氣性不好，發氣量又大，產生的大量氣體從鐵液中向外跑時，使鐵液翻滾，易在砂芯附近的鑄件表面產生鐵豆

　　防止方法

　　1.降低型砂水分或采用底部注入式澆注系統，平穩注入型腔，以減少鐵液飛濺

　　2.適當減少芯砂中發氣含量大的附加物，并加強砂芯的通氣

　　8、冷隔與澆不足

　　特征及發現方法

　　鑄件上有未完全融合的縫隙或局部缺肉，周圍呈圓邊

　　原因分析

　　1.鐵液澆注溫度太低

　　2.鐵液化學成分不合適

　　3.砂型太濕

　　4.澆注系統設置不合理，澆口截面太小

　　5.鑄件部分壁太薄

　　6.冷鐵位置不當

　　7.下芯時偏斜

　　防止方法

　　1.適當提高澆注溫度

　　2.控制合適的鐵液化學成分

　　3.降低型砂中的水分

　　4.加大澆口尺寸，加快澆注速度;對長鑄件可兩端引人鐵液

　　5.改進鑄件結構

　　6.合理設置冷鐵

　　7.砂芯安放正確

　　9、鑄態麻口、灰口

　　特征及發現方法

　　鑄態鑄件斷面呈麻口或灰口組織

　　原因分析

　　1.配料熔化中，成分不合要求，碳硅含量過高

　　2.熔化中落料不均勻，或鐵液混合不均勻

　　3.鑄件壁厚相差太大，在厚壁處，產生麻口或灰口

　　4.開箱太晚

　　防止方法

　　1.正確選擇化學成分，合理配料，熔化過程中碳硅含量控制在要求的范圍內

　　2.裝設前爐，使鐵液均勻

　　3.對厚壁鑄件，應適當增加鉍的加入量或降低鐵液的澆注溫度

　　4.適當提前開箱

　　10、鑄件、硬脆性能不合標準

　　特征及發現方法

　　力學性能不符合牌號要求，尤其韌性不足，硬度過高;金相組織中有過量的滲碳體或珠

　　光體;黑心可鍛鑄鐵件斷口往往呈白色或花心

　　原因分析

　　1.鑄件化學成分不當，硅低或硫高或錳高

　　2.鐵液鉻含量或氧、氮、氫量超過限度

　　3.石墨化退火規范不正確或控制不當;第一或第二階段石墨化不完全

　　4.采用低溫石墨化退火工藝時控制不當

　　5.脫碳退火溫度過低或脫碳氣氛控制不當

　　防止方法

　　1.正確控制鐵液化學成分和氣體含量

　　2.正確控制石墨化退火或脫碳退火工藝

　　11、鑄件變形

　　特征及發現方法

　　退火后鑄件形狀、尺寸發生明顯的改變

　　原因分析

　　1.鑄件裝箱不當

　　2.第一階段石墨化退火溫度過高，時間過長

　　3.退火爐內局部溫度過高

　　防止方法

　　1.注意裝箱方式，增加隔板或填料

　　2.適當降低第一階段石墨化退火退度

　　3.改進退火爐結構和操作，使爐溫盡量均勻

　　4.改用低溫石墨化退火工藝

　　12、鑄件氧化嚴重

　　特征及發現方法

　　鑄件表面形成較厚的氧化皮

　　原因分析

　　1.爐氣氧化性強

　　2.退火箱密封不好

　　3.退火溫度過高，時間過長

　　防止方法

　　1.退火箱密封好

　　2.硅高時，適當降低退火溫度

　　3.合理控制錳硫比

　　4.采用低溫石墨化退火工藝

　　13、過燒

　　特征及發現方法

　　鑄件表面粗糙，邊緣熔化，斷口晶粗大，石墨粗大且形狀差。鑄件變脆，硬度增高。鑄件表層出現一層含氧鐵素體，有時局部熔化。

　　原因分析

　　1.第一階段石墨化退火溫度過高，時間過長

　　2.退火爐溫度差較大，局部區域的爐溫過高，大大超過工藝規定

　　防止方法

　　1.控制第一階段石墨化退火溫度

　　2.改進退火爐結構和操作，使爐溫均勻

　　3.改用低溫石墨化退火工藝

　　14、回火脆性

　　特征及發現方法

　　鑄件呈白色斷口，沖擊韌度、伸長率明顯降低

　　原因分析

　　1.第二階段石墨化退火后或低溫退火后，在550~400℃范圍內降溫太慢，停留時間過長，沿鐵素體晶界析出碳化物或磷化物

　　2.鑄鐵磷含量較高，特別在硅含量高時，更易出現回火脆性

　　3.在發生回火脆性的溫度范圍內(400~550℃)進行熱鍍鋅

　　防止方法

　　1.退火后在600~650℃出爐快冷

　　2.適當控制鐵液中磷、硅、氮含量

　　3.鍍鋅作業避開回火脆性溫度區。當出現鍍鋅回火脆性后，鑄件可以進行返鍍，消除脆性

　　4.已發生回火脆性的鑄件可重新加熱到650℃以上(650~700℃)短時間保溫，然后出爐快冷，韌性即可恢復

　　15、低溫

　　特征及發現方法

　　低濕脆性轉變溫度升高

　　原因分析

　　鑄件成分中硅、磷含量過高

　　防止方法

　　控制鑄件中硅、磷含量。對在低溫下工作并承受沖擊載荷的可鍛鑄鐵件，ωsi不宜超過1.7% , ωp不宜超過0.05%

　　16、石墨形狀分布不良

　　特征及發現方法

　　石墨形狀、分布不良，導致力學性能達不到標準牌號要求

　　原因分析

　　1.鐵液化學成分選擇不當

　　2.孕育處理和石墨化退火工藝不當

　　防止方法

　　1.控制化學成分在規定范圍內，防止出現鑄態石墨

　　2.孕育劑的加入量要適當，加硼的質量分數超過0.02%時會出現串狀石墨

　　3.退火溫度不宜過高，特別是第一階段石墨化退火溫度要嚴加控制，過高時會出現石墨形狀惡化，顆粒數減少

　　4.采用適當的低溫預處理工藝

　　17、樹枝狀晶間疏松

　　特征及發現方法

　　鑄件退火后有可見的或肉眼不能發現的微小裂紋，里面有明顯氧化色澤的樹技狀疏松結構，從表面指向中心

　　原因分析

　　鑄件凝固時，由于凝固補縮不足以及結構和結晶等條件，形成微小的熱裂及枝晶疏松。在退火過程中，爐氣沿裂紋及枝晶間隙侵入，引起疏松處嚴重氧化和進一步擴大

　　防止方法

　　改善孕育處理，細化晶粒，消除枝晶組織，優化補縮條件。防止板塊狀白口組織和熱裂產生