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          金屬型鑄造鑄件常見缺陷及其原因分析與防止方法


          1.氣孔(氣泡)嗆孔和氣窩
          氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞,呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,有時(shí)多個(gè)氣孔組成一氣孔團(tuán),皮下氣孔一般呈梨形。嗆孔形狀不規(guī)則,且表面粗糙,氣窩是表面凹進(jìn)一塊、表面較平滑,明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn)。皮下氣孔經(jīng)機(jī)械加工后才能發(fā)現(xiàn)。輕合金鑄件較淺的皮下氣孔相應(yīng)鑄件表面經(jīng)吹砂后呈暗灰色,有時(shí)梨形氣孔尖端露出鑄件表面,外觀檢查可見。重要鑄件用X光檢查氣孔,氣孔在X光底片上呈黑色。斷口、低倍檢查也能發(fā)現(xiàn)氣孔。
          由于合金和形成氣孔的氣體作用,氣孔表面具有不同的顏色。

          原因分析:

          1.金屬型預(yù)熱溫度太低,液體金屬經(jīng)過澆注系統(tǒng)時(shí)冷卻太快。
          2.金屬型排氣設(shè)計(jì)不良,氣體不能通暢排出。
          3.涂料不好,涂料本身排氣性不良,甚至本身分解出氣體。
          4.金屬型、外冷鐵等表面有縮孔、凹坑,液體金屬注入后,縮孔、凹坑處氣體迅速膨脹壓入合金液體形成氣孔,或嗆孔。
          5.金屬型表面銹蝕,且未清理干凈。

          常見于何種合金:
          各種合金都常見,非鐵合金鑄件(特別像錫青銅等(應(yīng)特別注意)。

          防止方法:

          1.金屬型和金屬芯噴涂料和補(bǔ)涂料后應(yīng)徹底烘烤;不能用太細(xì)的涂料;涂料后絕對不能抹光;涂料脫落后應(yīng)立即補(bǔ)噴;涂料面上產(chǎn)生嗆孔時(shí),將該處涂料刮掉后重噴。
          2.運(yùn)用傾斜澆注(有些缺陷防止辦法是直接排除缺陷形成的原因就達(dá)到的;例如:缺陷形成原因是“金屬型預(yù)熱溫度太低”,則防止辦法是“提高金屬型預(yù)熱溫度”,這一類防止辦法不另敘述)。

          2.縮孔及縮松

          縮孔是鑄件中表面粗糙的明孔或暗孔。縮孔輕微時(shí)是許多分散的小縮孔,即縮松。縮孔或縮松處晶粒粗大,熱處理后斷口表面呈不同的顏色。
          輕合金鑄件縮松在X光底片上呈云霧狀、嚴(yán)重的呈絲狀,表面疏松在熒光內(nèi)呈密集的小點(diǎn)狀。縮孔、疏松常發(fā)生在鑄件內(nèi)澆口附近、冒口根部、厚大部位、壁的厚薄轉(zhuǎn)接處,及具有大平面的薄壁處。

          原因分析:

          1.金屬型工作溫度不符合順序凝固的要求。
          2.涂料選用不好,涂料層厚度控制不好。
          3.鑄件在金屬型中的位置設(shè)計(jì)不當(dāng)。

          常見于何種合金:
          各種合金都能發(fā)生縮松缺陷,黑色金屬中鑄鋼的縮松傾向大于鑄鐵;鑄鐵中,可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵縮松傾向大于普通灰鑄鐵,鑄造非鐵合金縮松傾向大于黑色金屬。而鎂合金的縮松傾更大于鋁合金。錫青銅、黃銅等易產(chǎn)生縮孔。

          防止方法:

          1.提高金屬型工作溫度。
          2.調(diào)整涂料厚度;噴涂料要均勻;涂料掉落而補(bǔ)涂時(shí),不應(yīng)形成局部堆積現(xiàn)象。
          3.對金屬型局部加熱,或石棉保溫。
          4.熱節(jié)區(qū)鑲鋼塊回還冷卻。
          5.金屬型上設(shè)散熱片、通水等回還局部冷卻速度,或在型外噴水、噴霧。
          6.用可卸激冷塊,輪換安裝在金屬型內(nèi)。
          7.金屬型冒口上設(shè)置壓縮空氣加壓裝置。


          3.渣孔(熔劑夾渣或氧化夾渣)
          渣孔是鑄件上的明孔或暗孔,孔中全部或局部被熔渣所堵塞,外形不規(guī)則。小點(diǎn)狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn)。內(nèi)部熔劑夾渣在X光底片上一般呈白色的圓形或雪花片狀,或小點(diǎn)狀;在斷口上呈暗灰色;將夾渣去除后,呈現(xiàn)光滑的也孔,一般分布在澆注位置下部、內(nèi)澆口附近或鑄鐵死角處。氧化夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆口附近鑄件表面,有時(shí)呈薄片,帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀;或鑄型中形成片狀夾層;或以團(tuán)絮狀存于鑄件內(nèi)部,打斷口時(shí),往往從夾層斷裂,氧化皮夾在其中,是裂紋的根源之一。斷口具有不同的顏色。在X光底片上氧化夾渣呈黑色塊狀或不規(guī)則團(tuán)絮狀。

          原因分析:
          渣孔主要是由于冶金、操作及澆注系統(tǒng)等問題引起的,從金屬型來說,它不會引起渣孔,而且是避免形成渣孔的有效辦法。

          常見于何種合金:
          各種合金鑄件都可能出現(xiàn)渣孔。但是鑄造非金合金更多,其中又有區(qū)別,一般鋁合金不易出現(xiàn)熔劑夾渣,而氧化夾渣傾向較大,鋁青銅、錳黃銅等都易產(chǎn)生氧化夾渣。

          防止方法

          1.澆注系統(tǒng)中設(shè)置濾網(wǎng)。
          2.采用傾斜澆注。

          4.針孔
          針孔是小于或等于1mm的小孔,不規(guī)則地分布于鑄件各部分,特別是鑄件厚大截面和冷卻速度較緩慢的部位。
          針孔在低倍試片上呈互不連接的小孔眼,在X光底片上呈小黑點(diǎn),在斷口上多呈不連續(xù)的乳白色的小凹點(diǎn)。

          原因分析:
          氧氣在鋁合金中的溶解度隨溫度的升高而增加,隨溫度的降低而減少。鑄件冷卻過程中,若析出的氫氣未能排出,則在鑄件內(nèi)形成針孔。

          常見于何種合金:
          鋁合金所特有

          防止方法:

          金屬型鑄造是有效防止鋁合金針孔缺陷的辦法,在此基礎(chǔ)上可注意:
          1.運(yùn)用銅質(zhì)激冷塊。
          2.將砂芯改為金屬芯。
          3.減少加工余量。

          5.裂紋(熱裂紋、冷裂紋)
          裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線,熱裂紋斷面被強(qiáng)氧化呈暗灰色或黑色,無金屬光澤。冷裂紋斷面金屬表面潔凈,有金屬光澤。
          一般外裂直接可以看見,而內(nèi)裂則須經(jīng)X光檢查。
          裂紋常與縮松,夾渣等有聯(lián)系,多發(fā)生在鑄件尖角處內(nèi)側(cè)、厚薄斷面交接處,澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。

          原因分析:
          金屬型鑄造容易產(chǎn)生裂紋缺陷,因?yàn)榻饘傩捅旧頉]有退讓性,冷卻速度快,容易在鑄件內(nèi)形成內(nèi)應(yīng)力;開型過早或過晚;鑄造斜度過小或有反斜度;涂料過薄等都易造成鑄件裂紋。金屬型本身有裂紋或其他缺陷也容易導(dǎo)致鑄件裂紋。

          常見于何種合金:
          各種合金都易產(chǎn)生這種缺陷,但鑄造銅合金一般是不易產(chǎn)生裂紋的(除錫青銅)。

          防止方法:
          首先應(yīng)注意鑄件結(jié)構(gòu)工藝性,使壁厚不均勻的部位過渡,注意合適的圓弧尺寸。其次是調(diào)整涂料厚度,盡可能使鑄件各部分達(dá)到所要求的冷卻速度,避免形成太大的內(nèi)應(yīng)力。此外還應(yīng)注意金屬型的工作溫度、增加金屬芯的鑄造斜度,以及盡早抽芯開型,取出鑄件緩冷。

          6.冷隔
          冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫,中間被氧化皮隔開,不完全融為一體。冷隔嚴(yán)重時(shí)就成了“欠鑄”。冷隔常出現(xiàn)在鑄件頂部壁上;薄的水平面或垂直面;厚薄轉(zhuǎn)接處;或在薄的肋片上。

          原因分析:
          金屬型排氣設(shè)計(jì)不好;工作溫度太低;涂料不好。

          常見于何種合金:
          各種合金

          防止方法:

          1.正確設(shè)計(jì)排氣系數(shù)。
          2.大面積薄壁鑄件,金屬型涂料不要太薄。適當(dāng)加厚涂料層有利于成型。
          3.適當(dāng)提高金屬型工作溫度。
          4.運(yùn)用傾斜澆注。
          5.采用機(jī)械振動金屬型進(jìn)行澆注。

          7.白口
          鑄件斷面發(fā)亮,硬而不易機(jī)械加工。斷口可以看出白口層。

          原因分析:
          金屬型預(yù)熱溫度太低;未使用涂料,開型時(shí)間太晚;金屬型壁厚太大等。

          常見于何種合金:
          灰鐵鑄件

          防止方法:

          1.正確地選擇鑄鐵的化學(xué)成分:主要是控制C-Si的含量,一般不小于6%。
          2.金屬型表面噴刷涂料。
          3.運(yùn)用較高的金屬型預(yù)熱溫度。
          4.鑄件壁厚與金屬型壁厚之比小于1:2。
          5.鐵液進(jìn)行孕育處理(此項(xiàng)可根據(jù)需要)。
          6.盡量提早開型,鑄件脫型后送希爾頓冷坑使之自行退火,但此時(shí)應(yīng)注意防止鑄件變形。


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