熔模鑄件缺陷分析與對策

介紹1977年畢業(yè)于清華大學(xué)機(jī)械系鑄造專業(yè)中國鑄協(xié)精鑄分會副秘書長中國鑄協(xié)教育培訓(xùn)委員會委員北京亞新科天緯公司精鑄高級工程師人力資源高級顧問聯(lián)系電話:83693240(O)63851604(H)第一頁，共147頁。精鑄件常見缺陷分析和對策缺陷分析鑄件尺寸精度超差鑄件表面粗糙鑄件表面缺陷：粘砂、夾砂、鼠尾與凹陷麻點、鼓脹、金屬刺、金屬珠孔洞類缺陷：縮孔、縮松、氣孔、渣氣孔裂紋缺陷：

冷裂、熱裂其它缺陷：鑄件脆斷、變形、表面脫碳。第二頁，共147頁。鑄件質(zhì)量:鑄件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):產(chǎn)品質(zhì)量(狹義的)工程質(zhì)量(廣義的)國標(biāo)(GB)國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)前言第三頁，共147頁。鑄件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定量地表示鑄件滿足一定要求的適應(yīng)程度。鑄件精度標(biāo)準(zhǔn)鑄件表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)鑄件功能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)前言第四頁，共147頁。

鑄件缺陷廣義的鑄件缺陷指鑄件質(zhì)量特性沒有達(dá)到等級標(biāo)準(zhǔn)，鑄造廠質(zhì)量管理差，產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效保證。（工程質(zhì)量問題）狹義的鑄件缺陷是鑄件可檢測出的：如尺寸和重量超差、材質(zhì)不符合驗收技術(shù)條件……。（產(chǎn)品質(zhì)量問題）第五頁，共147頁。①使用可熔(溶)性一次模和一次型(芯)，不用

開型起模，無分型面。

②采用涂料漿制型殼，涂層對蠟?zāi)＃ㄒ兹勰＃?/p>

復(fù)印性好。

③采用熱殼澆注,金屬液充型性好。熔模鑄件缺陷分析及對策熔模鑄造的工藝特點歸納起來為三點：第六頁，共147頁。

熔模鑄造工藝的局限性1、工藝過程復(fù)雜、工序多，影響鑄件質(zhì)量的工藝因素多。2、原輔材料種類多，不宜控制其質(zhì)量的好壞，不同程度的影響鑄件質(zhì)量。第七頁，共147頁。熔模鑄造工藝的局限性3、適宜中小型鑄件，有一定的限制。4、生產(chǎn)周期長。5、鑄件的冷卻速度較慢，易產(chǎn)生鑄件晶粒粗大，碳鋼件還容易形成表面脫碳層。第八頁，共147頁。一、鑄件尺寸超差影響鑄件尺寸變化的因素有五個方面:①、鑄件形狀、大小和結(jié)構(gòu)②、壓型③、制易熔模④、型殼⑤、澆注工藝第九頁，共147頁。工藝過程尺寸變化溫度變化區(qū)間壓型—20℃-40℃-20℃蠟?zāi)Ｊ湛s70℃-20℃型殼—20℃-30℃型殼內(nèi)腔（脫蠟并干燥24小時）收縮160℃-20℃96℃-20℃型殼內(nèi)腔（焙燒后）膨脹20℃-1100℃金屬澆注收縮800℃-1600℃-20℃熔模鑄造生產(chǎn)鑄件尺寸變化過程：第十頁，共147頁。1、模料及制模工藝對鑄件尺寸的影響(1)模料的影響：填充蠟，非填充蠟，再生蠟(2)造成熔模尺寸偏差的制模工藝因素：壓注設(shè)備、壓蠟溫度、壓注壓力、流動速度，保溫時間、壓型溫度、開型時間、冷卻方式、室溫等因素波動而造成。鑄件尺寸超差第十一頁，共147頁。鑄件尺寸超差壓注時間：壓注時間包括充型，壓實，和保壓三個時間段。延長壓注時間可減小收縮率。壓蠟溫度;(與壓注時間長短有關(guān)）壓注時間短時，壓蠟溫度上升收縮率增大，壓注時間長（增加到35秒以上）隨著壓蠟溫度上升蠟?zāi)Ｊ湛s率反而變小。壓注壓力：壓力增大收縮率略有減小，壓蠟溫度高時壓力增大的效果會更明顯一些。（但延長壓注時間會減小壓力的影響）流動速度：

改變注蠟口截面積。改變壓蠟機(jī)模料流速的設(shè)定，此方法對蠟?zāi)Ｊ湛s率影響較小。壓注設(shè)備：壓蠟機(jī)冷卻系統(tǒng)對蠟?zāi)Ｊ湛s率可能產(chǎn)生0.3%的影響。壓型溫度高，蠟?zāi)＠鋮s慢，收縮大。起模時蠟?zāi)囟雀?，收縮就大（此時蠟?zāi)Ｌ幵谧杂墒湛s狀態(tài)），反之則小。其它第十二頁，共147頁。②根據(jù)熔模結(jié)構(gòu)、形狀、大小，正確選擇合理的壓注工藝參數(shù)。2、為了減少熔模尺寸偏差對鑄件尺寸的影響，應(yīng)注意以下幾個方面：①

采用線收縮小的模料，且注意保持模料的工藝性能。鑄件尺寸超差第十三頁，共147頁。③

保證工作環(huán)境溫度、恒溫，并注意對尺寸精度要求高的熔模取模后的存放時間。④

手工壓蠟時，注意鎖緊力的均勻、注射力、保壓時間及取模時間的合理。鑄件尺寸超差第十四頁，共147頁。型殼熱膨脹影響鑄件尺寸，而型殼熱膨脹又和制殼材料及工藝有關(guān)。鑄件尺寸超差3、制殼材料及工藝對鑄件尺寸的影響第十五頁，共147頁。性能耐火材料名稱熔點（℃）耐火度（℃）密度（g/cm3）膨脹系數(shù)×10-7（1/℃）多晶轉(zhuǎn)變石英171316802.65-123有熔融石英17132.25—電熔剛玉2030-205020003.99-4.086—莫來石18103.1654—高嶺石熟料1700-19002.62-2.6550有(輕)鋁礬土熟料18003.1-3.550-80—鋯英石＜19483.9-4.946—常用制殼耐火材料部分性能第十六頁，共147頁。對熔模鑄造型殼影響其熱膨脹的首先是所用的耐火材料，它直接影響著鑄件尺寸，耐火材料膨脹系數(shù)大的，對鑄件尺寸精度影響就越大。鑄件尺寸超差第十七頁，共147頁。澆注時型殼溫度、金屬液澆注溫度、鑄件在型殼中的位置均會影響鑄件尺寸。鑄件尺寸超差4、澆注條件對鑄件尺寸的影響①

澆注時型殼溫度在室溫至900℃之間變化時，鑄件尺寸變化將達(dá)1.5%。第十八頁，共147頁。②金屬液澆注溫度改變了型、芯的過熱情況，從而使金屬冷卻時受阻程度不同造成鑄件尺寸的波動。鑄件尺寸超差③相同鑄件處于不同澆注位置時，金屬液實際溫度及鑄件所受壓力均不相同，也會引起尺寸的波動。第十九頁，共147頁。熔模鑄件表面應(yīng)光潔，表面粗糙度應(yīng)為Ra3.2～

0.8μm。二、鑄件表面粗糙鑄件表面粗糙是指熔模鑄件表面粗糙度達(dá)不到要求。1、影響熔模表面粗糙度的因素

①壓型表面粗糙度②壓制方式（糊狀模料壓制或液態(tài)模料壓制）③壓制工藝參數(shù)第二十頁，共147頁。

⑴

模表面粗糙度與壓型表面粗糙度及壓制方式的關(guān)系糊狀模料壓制液態(tài)模料壓制壓型表面粗糙度Rα(μm)熔模表面粗糙度Rα(μm)壓型表面粗糙度Rα(μm)熔模表面粗糙度Rα(μm)0.0121.60.0120.0250.201.60.0250.0501.63.20.1000.1003.26.30.200.20鑄件表面粗糙第二十一頁，共147頁。⑵

壓制工藝參數(shù)①采用糊狀模料壓制熔模時，模料溫度、壓型溫度、壓注壓力、保壓時間等都會對熔模表面粗糙度產(chǎn)生很大的影響。鑄件表面粗糙②模料溫度和壓型溫度低，壓注壓力小。保壓時間短及壓射速度慢均會使所制熔模表面粗糙度高。第二十二頁，共147頁。鑄件表面粗糙⑶要得到高質(zhì)量的熔模表面質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾個方面：①講究壓型制作質(zhì)量。②根據(jù)熔模結(jié)構(gòu),大小,形狀的不同,合理選擇壓制工藝參數(shù)。③注蠟道尺寸應(yīng)根據(jù)熔模大小合理設(shè)計。第二十三頁，共147頁。在熔模表面粗糙度合格的條件下型殼表面粗糙度將成為影響鑄件表面粗糙度的另一個重要因素。鑄件表面粗糙2、影響型殼表面粗糙度的因素影響型殼表面粗糙度的因素主要有面層涂料對熔模的濕潤性，即復(fù)印熔模的性能；其次是涂料的粉液比要足夠高，使制得的面層致密；第三是面層的干燥條件。第二十四頁，共147頁。①

對熔模表面應(yīng)清洗干凈，去除油等物質(zhì)。②對水基粘結(jié)劑水玻璃、硅溶膠的涂料加入適量的潤濕劑（表面活性劑）。③面層涂料的回性面層涂料配制好后，不能馬上使用，要經(jīng)過12小時左右的回性使粘結(jié)劑與耐火粉料充分濕潤后再用。鑄件表面粗糙⑴涂料的濕潤性為使涂料能很好的濕潤熔模，應(yīng)注意以下幾個方面：第二十五頁，共147頁。鑄件表面粗糙①

硅溶膠和硅酸乙酯水解液粘結(jié)劑本身粘度小，故配制的面層涂料粉液比較高。⑵面層涂料粉液比對型殼致密性的影響②

水玻璃粘結(jié)劑因自身粘度高，故水玻璃涂料粉液比很低，但也可以通過降低水玻璃密度：1.26～1.28g/cm3，模數(shù)M3.0～3.2及采用級配石英粉來提高粉液比。第二十六頁，共147頁。③

關(guān)于級配粉對面層涂料的作用級配粉是按照一定要求配制的粒度分布合理的耐火材料,粒度有粗、有細(xì)，分布分散，平均粒徑適中，用級配粉配制的涂料在高粉液比的條件下，仍有適宜的涂料粘度和良好的流動性。鑄件表面粗糙第二十七頁，共147頁。⑶面層干燥硬化條件對型殼表面粗糙度的影響面層干燥硬化條件對型殼表面粗糙度也有很大影響：鑄件表面粗糙①對于水玻璃型殼，面層制好后，硬化前應(yīng)先進(jìn)行1～2小時以上的自然干燥，使其面層中的溶劑緩慢的揮發(fā)一部分，以緩沖型殼放入硬化液中的硬化速度，減少對型殼表面粗糙度的影響.第二十八頁，共147頁。②對于硅溶膠型殼，面層的干燥應(yīng)在濕度相對高些55%～70%，溫度24～26℃（恒溫條件下）及風(fēng)速≤1米/秒的工藝條件下進(jìn)行面層的干燥。鑄件表面粗糙3、金屬液精確復(fù)型的影響因素⑴足夠高的型殼溫度⑵適宜的澆注濕度

第二十九頁，共147頁。①澆注和金屬液凝固過程中，鑄件表面會氧化，而造成鑄件表面粗糙。②金屬液的二次氧化物與型殼中的氧化物有可能作用，增高鑄件的表面粗糙度。鑄件表面粗糙4、其它影響鑄件表面粗糙度的因素⑴金屬液凝固過程中的二次氧化的影響采取鑄件在保護(hù)氣氛下冷卻是防止上述不良因素和獲得優(yōu)質(zhì)鑄件表面很重要的一環(huán)。第三十頁，共147頁。②采用高壓水力清砂是保證鑄件表面粗糙度較好的方法。①噴砂清理的方法比噴丸清理鑄件表面粗糙度好2級以上。鑄件表面粗糙⑵清理對熔模鑄件表面粗糙度的影響清理對熔模鑄件表面粗糙度的影響也很大，應(yīng)注意以下幾個方面：第三十一頁，共147頁。④鑄件的熱處理應(yīng)采取防氧化保護(hù)措施，以免因鑄件表面氧化而增加鑄件表面粗糙度。整組鑄件組振殼后，先噴丸再切割，個別清不到的地方采用噴砂處理。減少或不用在拋丸滾筒中進(jìn)行清理。鑄件表面粗糙第三十二頁，共147頁。

1、粘砂三、鑄件表面缺陷

第三十三頁，共147頁。鑄件表面缺陷⑴特征：粘砂是熔模鑄造中常見的一種表面缺陷。它的特征是在鑄件表面上粘附一層金屬與型殼的化合物或型殼材料。第三十四頁，共147頁。鑄件表面缺陷①

面層為硅砂粉的型殼，澆注鑄鋼件時，由于型殼中存有氧化性氣氛，使金屬表面氧化：2Fe+O2=2FeO(氧化亞鐵)（液、固）（氣）（液、固）⑵形成原因：第三十五頁，共147頁。氧化亞鐵(FeO)與硅酸粉中的主要礦物成分石英相作用發(fā)生下列反應(yīng)：2FeO+SiO2=2FeO·SiO2

(硅酸亞鐵)鑄件表面缺陷第三十六頁，共147頁。鑄件表面缺陷

生成的硅酸亞鐵（鐵橄欖石)FeO·SiO2熔點僅1205°C，在高于熔點溫度時，有很好的流動性，能濕潤溶解石英，型殼表面被硅酸亞鐵腐蝕后，顆粒間孔隙則不斷擴(kuò)大，F(xiàn)eO·SiO2進(jìn)一步滲入，凝固后將砂粒和鑄件粘結(jié)在一起，形成了化學(xué)粘砂。第三十七頁，共147頁。在金屬液中鎳、鉻、鈦、錳等合金元素易氧化。他們的氧化物在高溫時與型殼中SiO2反應(yīng)生產(chǎn)低熔點化合物，造成化學(xué)粘砂。當(dāng)石英粉中存在金屬氧化物Fe2O3等有害雜質(zhì)時,會顯著降低型殼耐火度，使粘砂更為嚴(yán)重。鑄件表面缺陷第三十八頁，共147頁。鑄件表面缺陷④澆注溫度過高，鋼水氧化，與型殼發(fā)生界面反應(yīng),造成化學(xué)粘砂。⑤澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理，造成型殼局部過熱，也會造成化學(xué)粘砂。第三十九頁，共147頁。⑶防止措施嚴(yán)格控制面層涂料及撒砂中的雜質(zhì)含量，特別是Fe2O3含量。②

正確選擇型殼耐火材料，做高錳鋼和高溫合金鋼鑄件時，面層涂料、撒砂應(yīng)選用中性耐火材料為宜，如電熔鋼玉或鋯英砂粉等。鑄件表面缺陷第四十頁，共147頁。③合金在熔煉及澆注時，應(yīng)盡可能避免金屬液氧化并充分脫氧、除氣。④在可能的條件下，適當(dāng)降低金屬液澆注溫度，薄壁件以提高型殼溫度，盡量做到出殼后馬上澆注為宜。鑄件表面缺陷⑤

改進(jìn)澆注系統(tǒng)，改善型殼散熱條件，防止局部過熱。第四十一頁，共147頁。2、夾砂、鼠尾鑄件表面缺陷第四十二頁，共147頁。鑄件表面缺陷第四十三頁，共147頁。⑴特征:夾砂—鑄件表面局部呈翹舌狀金屬疤塊，金屬疤塊與鑄件間夾有片狀型殼層(砂),又稱結(jié)疤夾砂。鑄件表面缺陷鼠尾—鑄件表面呈現(xiàn)條紋狀溝痕。夾砂鼠尾是熔模鑄造中常見的表面缺陷，常出現(xiàn)在鑄件大平面或過熱處。第四十四頁，共147頁。型殼分層，主要有以下幾種情況:①

面層涂料撒砂后干燥、硬化不良。②

面層撒砂太細(xì)，過度層撒砂太粗，造成過度層與面層結(jié)合不好及砂中粉塵太多。鑄件表面缺陷⑵形成原因:第四十五頁，共147頁。③

涂下層時，上層存在浮砂未清除。④

涂料粘度過大，涂料流動性不好，產(chǎn)生局部堆積造成硬化不良。鑄件表面缺陷⑤

殘余硬化液作用在下層涂料上，使涂料兩面硬化，但兩面都硬化不透，使涂料本身形成未硬化的夾層。第四十六頁，共147頁。⑶防止措施:①面層型殼充分干燥，硬化。②降低第二層涂料粘度,防止面涂料堆積。③面層撒砂不易過細(xì)，層間撒砂粒度差不易過于懸殊。④砂中粉塵含量及含水量要盡量小，并注意涂料前的浮砂去除。鑄件表面缺陷第四十七頁，共147頁。⑦必要時，在大平面結(jié)構(gòu)的鑄件上加設(shè)工藝筋、工藝孔，防止型殼分層導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生此類缺陷。⑤型殼過濕不宜高溫入爐焙燒。⑥盡量避免鑄件的大平面結(jié)構(gòu)平面向上或平面澆注。鑄件表面缺陷第四十八頁，共147頁。3、麻點:鑄件表面缺陷第四十九頁，共147頁。

鑄件表面上有許多密集的圓形淺洼斑點，稱為麻點缺陷。此類缺陷常出現(xiàn)在含Cr<20%,Ni<10%的合金鋼鑄件，碳鋼鑄件上也時有發(fā)生。未清理前淺凹坑中充滿著熔渣物質(zhì)。鑄件表面缺陷⑴特征：第五十頁，共147頁。麻點是金屬液中氧化物與型殼材料中氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的。經(jīng)光譜分析,缺陷處金屬中硅含量增加，而錳含量極少,熔渣的巖相分析表明，熔渣中含有硅酸鐵，硅酸錳及硅酸鈷等氧化物。鑄件表面缺陷另外，金屬液溫度過高，澆注過程中產(chǎn)生二次氧化,或在氧化氣氛中凝固，也會造成鑄件產(chǎn)生麻點缺陷。⑵形成原因：第五十一頁，共147頁。②防止和減少金屬氧化，盡量采用快速熔化，并對金屬液進(jìn)行充分的脫氧。⑶防止措施：①嚴(yán)格控制面層耐火材料中雜質(zhì)含量，特別是Fe2O3等氧化含量。鑄件表面缺陷第五十二頁，共147頁。④采取澆注后在還原性氣氛中凝固，如澆注后馬上撒些廢蠟或廢機(jī)油等碳?xì)浠衔锊⒓诱置芊?，使其造成在還原性氣氛中凝固。③提高型殼焙燒溫度，適當(dāng)降低澆注溫度，型殼澆注時要盡量保證型殼溫度高，做到快出快澆。鑄件表面缺陷第五十三頁，共147頁。4、鼓脹鑄件表面缺陷第五十四頁，共147頁。水玻璃型殼產(chǎn)生的鑄件鼓脹缺陷多于硅溶液和硅酸乙酯型殼。⑴特征：鑄件表面局部出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象。鑄件表面缺陷第五十五頁，共147頁。型殼的常溫強(qiáng)度或高溫強(qiáng)度太低，在型殼脫蠟時，型殼受蠟料膨脹而蠟料不能及時排出使局部膨脹變形；或在澆注時，型殼受高溫金屬液作用而變形，造成鑄件局部出現(xiàn)鼓脹。鑄件表面缺陷⑵形成原因：第五十六頁，共147頁。鑄件表面缺陷造成型殼常溫強(qiáng)度及高溫強(qiáng)度不高的主要原因與粘結(jié)劑種類、耐火材料種類及質(zhì)量和制殼工藝等因素有關(guān)。第五十七頁，共147頁。①嚴(yán)格控制耐火材料的質(zhì)量,使用雜質(zhì)含量低的耐火材料。②選用適宜粘結(jié)劑,提高型殼高溫強(qiáng)度。③根據(jù)鑄件大小、形狀正確選擇型殼層數(shù)，件大時適當(dāng)增加制殼層數(shù)。鑄件表面缺陷⑶防止措施：第五十八頁，共147頁。根據(jù)制殼工藝，保證型殼制造時的涂掛撒砂均勻，及干燥、硬化效果。⑤適當(dāng)提高脫蠟介質(zhì)濃度及溫度，縮短脫蠟時間。鑄件表面缺陷⑦對大平面易產(chǎn)生膨脹的部位加設(shè)工藝筋或工藝孔⑥適當(dāng)降低澆注溫度，必要時采用磌砂澆注。第五十九頁，共147頁。5、金屬刺（毛刺）鑄件表面缺陷第六十頁，共147頁。⑴特征：鑄件表面上有分散或密集的微小突刺，稱為金屬刺（或毛刺)。鑄件表面缺陷⑵形成原因：型殼面層不致密,有很多孔洞缺陷，澆注時金屬液進(jìn)入型殼孔洞造成金屬刺缺陷。①面層涂料粘度過低，粉液比太低造成型殼表面孔洞多,不致密。第六十一頁，共147頁。②涂料同模料的潤濕角大于涂料對耐火材料的潤濕角，也就是說耐火材料對涂料的潤濕性比對模料好，使涂料局部脫離開蠟?zāi)１砻?，從而在型殼表面形成一些單個或密集的小孔洞。鑄件表面缺陷第六十二頁，共147頁。②面層涂料中加入適量潤濕劑(表面活性劑)0.3%左右,并使蠟?zāi)３浞置擋ィ纳仆苛吓c蠟?zāi)５臐櫇衲芰?。⑶防止措施：①對水玻璃面層涂料，?yīng)適當(dāng)降低水玻璃密度。（d=1.26～1.27/cm3）選用級配粉，保證面層涂料有足夠的粉液比。鑄件表面缺陷第六十三頁，共147頁。⑤面層涂料撒砂后，先自然干燥1小時以上再硬化，以減小硬化時的膠凝收縮。③保證面層涂料厚度，不可太薄，撒砂粒度合理選擇，不可太粗。④涂料充分?jǐn)嚢韬突匦?回性≥12小時)。鑄件表面缺陷第六十四頁，共147頁。6、金屬珠（鐵豆）鑄件表面缺陷第六十五頁，共147頁。鑄件表面有突出的球形金屬顆粒，常出現(xiàn)在鑄件凹槽或拐角處。⑴特征：鑄件表面缺陷第六十六頁，共147頁。面層涂料中含氣泡或涂料對蠟?zāi)５臐櫇裥圆?，在涂掛涂料時，在凹槽的拐角處留有氣泡，造成型殼表面存在珠形孔洞，澆注時金屬液進(jìn)入孔洞形成突出在鑄件表面上的金屬珠。⑵形成原因：鑄件表面缺陷第六十七頁，共147頁。②除在攪拌涂料時應(yīng)防止卷入氣體外，配好的涂料留有足夠的時間使氣體逸出。⑶防止措施:①面層涂料加入改善潤濕性的表面活性劑后，應(yīng)加入0.1～

0.3%的消泡劑。鑄件表面缺陷第六十八頁，共147頁。⑤有條件時可采用真空涂面層涂料。③蠟?zāi)３浞置擋ヒ愿纳仆繏煨?。④掛面層涂料時，用壓縮空氣吹去存留在蠟?zāi)０疾?、拐角處的氣泡。鑄件表面缺陷第六十九頁，共147頁。1、氣孔(集中性氣孔)四、孔洞類缺陷孔洞類常見缺陷主要有：氣孔、渣氣孔、縮孔、縮松等缺陷.第七十頁，共147頁。鑄件上存在著光滑孔眼缺陷,往往出現(xiàn)在鑄件個別部位。⑴特征：孔洞類缺陷第七十一頁，共147頁。⑵形成原因:①型殼焙燒不充分,澆注時型殼中產(chǎn)生大量氣體侵入金屬液中。②澆注方法不合理，澆注時卷入氣體進(jìn)入型腔(此類為卷入性氣孔)?？锥搭惾毕莸谄呤?，共147頁。④金屬液脫氧、除氣不充分。③澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理,型殼排氣不好?？锥搭惾毕茛欠乐狗椒?①適當(dāng)提高焙燒溫度，并保證足夠的保溫時間≥20分鐘。第七十三頁，共147頁。④熔煉過程中盡量避免氧化、吸氣,澆注前金屬液充分脫氧、除氣。③合理設(shè)置排氣道，盡可能采用底注式澆注系統(tǒng)?？锥搭惾毕茛谑炀氄莆諠沧⒎椒?，引流要準(zhǔn)，澆注要穩(wěn)，避免卷入氣體進(jìn)入型腔。第七十四頁，共147頁。2、彌散性氣孔（析出性氣孔）孔洞類缺陷第七十五頁，共147頁。鑄件上有分散或密集的孔眼，有時在整個截面上都有,有時出現(xiàn)在鑄件皮下，加工后出現(xiàn)(此類又稱皮下氣孔）。⑴特征：孔洞類缺陷第七十六頁，共147頁。此類氣孔的產(chǎn)生主要是由于金屬液中所含氣體，隨溫度降低氣體溶解度減小，過飽和氣體從金屬液中析出形成氣泡，在鑄件凝固前未能上浮逸出而造成，由于是金屬液析出氣體所形成，故又稱析出性氣孔。⑵形成原因:孔洞類缺陷第七十七頁，共147頁。②嚴(yán)格控制熔煉工藝，避免熔煉過程中的鋼水氧化和吸氣。⑶防止方法：①選用清潔爐料并減少回爐料用量,爐料要干燥,采用預(yù)熱爐料更好。孔洞類缺陷③掌握正確的脫氧方法，脫氧充分。④鎮(zhèn)靜鋼液后澆注，使氣體逸出。第七十八頁，共147頁。3、渣氣孔孔洞類缺陷第七十九頁，共147頁。鑄件表面存在著夾雜物與氣孔并存的孔眼，呈分散狀。⑴特征：孔洞類缺陷第八十頁，共147頁。此類缺陷的產(chǎn)生主要是熔煉過程中所使用的金屬爐料不干凈或回爐料過多，產(chǎn)生了較多的金屬夾雜物，金屬液脫氧除氣不充分使鋼液中含氣量多或型殼焙燒不充分澆注時產(chǎn)生氣體,鑄件凝固后產(chǎn)生渣氣孔。⑵形成原因:孔洞類缺陷第八十一頁，共147頁。④

充分焙燒型殼，保證保溫時間。⑶防止方法：①選用清潔爐料并減少回爐料用量。②嚴(yán)格控制熔煉工藝，加強(qiáng)脫氧、除渣、除氣。③

鎮(zhèn)靜鋼液,使夾雜物及氣體上浮逸出。孔洞類缺陷第八十二頁，共147頁。鑄件內(nèi)部存在的表面粗糙、形狀不規(guī)則的粗大且集中的孔洞。4、縮孔⑴特征：孔洞類缺陷第八十三頁，共147頁。合金在液態(tài)收縮和凝固時，鑄件某部位（通常是最后凝固的熱節(jié)處）不能及時得到液體金屬的補(bǔ)縮，而形成縮孔。如熱節(jié)過多過大、澆冒口設(shè)計不當(dāng)，不利于順序凝固，使鑄件熱節(jié)處得不到金屬液補(bǔ)充、澆注溫度過高，散熱條件差造成局部過熱。⑵形成原因:孔洞類缺陷第八十四頁，共147頁。⑶防止方法：①改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，力求壁厚均勻，減少熱節(jié)，有利于順序凝固。②合理設(shè)置澆冒口系統(tǒng)（包括合理確定內(nèi)澆口的位置、內(nèi)澆口的大小、形狀)以保證造成順序凝固?？锥搭惾毕茛?/p>

合理組裝模組,使鑄件間有一定距離，防止局部過熱。第八十五頁，共147頁。④

適當(dāng)提高型殼溫度，以降低澆注溫度，保證型殼和金屬液澆注溫度的合理性?？锥搭惾毕茛?/p>

改進(jìn)熔煉工藝，減少金屬液中氣體和氧化物，提高其流動性和補(bǔ)縮能力。⑤

保證澆道、澆口杯充滿，或在澆口杯和冒口上加發(fā)熱劑、保溫劑。第八十六頁，共147頁。5、縮松孔洞類缺陷第八十七頁，共147頁。鑄件內(nèi)部有許多細(xì)小、分散且形狀不規(guī)則孔壁粗糙的孔眼,稱為縮松。⑴特征：孔洞類缺陷第八十八頁，共147頁。金屬液在型殼中凝固時，當(dāng)合金凝固溫度范圍較大就會形成較寬的凝固區(qū)域，在凝固區(qū)域內(nèi)是按“體積凝固”方式進(jìn)行凝固的。即在該區(qū)域內(nèi)同時形成晶核并長大，到凝固后期,固相比例大枝晶生長連成骨架，把未凝固金屬液分割成孤立的或近乎孤立的小熔池，這些金屬液在凝固時就難以得到補(bǔ)縮，從而形成了許多細(xì)小、分散的小孔，即形成了縮松。⑵形成原因:孔洞類缺陷第八十九頁，共147頁。③提高局部熱節(jié)的凝固冷卻速度，減少熱節(jié)的過熱度。⑶防止方法:①合理改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，改善凝固速度。②改善型殼散熱條件，避免型殼形成局部熱點。孔洞類缺陷第九十頁，共147頁。⑥改進(jìn)熔煉工藝，減少金屬液含氣量。④適當(dāng)降低澆注溫度，避免鑄件凝固時形成較寬的凝固區(qū)域,減緩體收縮率。⑤合理設(shè)置澆注系統(tǒng)，應(yīng)避免澆注時金屬液沖擊固定點形成局部過熱點?？锥搭惾毕莸诰攀豁?，共147頁。1、冷裂—鑄件上連續(xù)地直線或折線及圓滑曲線狀穿過晶體的裂紋，稱為冷裂。五、裂紋缺陷第九十二頁，共147頁。外型呈寬度均勻的細(xì)長直線或折線及圓滑曲線，而且常常穿過整個鑄件截面，斷口干凈，具有金屬光澤或輕微的氧化色。（說明裂紋出現(xiàn)在較低溫度)⑴特征：裂紋缺陷第九十三頁，共147頁。①鑄件結(jié)構(gòu)不合理，壁厚懸殊造成各部份冷卻速度差別過大及鑄件收縮阻力過大，使鑄件在冷卻過程中產(chǎn)生較大收縮應(yīng)力或應(yīng)力集中。⑵產(chǎn)生原因：裂紋缺陷第九十四頁，共147頁。②合金成分和熔煉質(zhì)量對冷裂的影響鋼水脫氧不良或澆注不當(dāng)時，產(chǎn)生的氧化夾雜物、縮孔、氣孔和粗大樹枝晶，成為裂紋萌生核心，促使冷裂形成。裂紋缺陷C、Cr、Ni含量相對較高時，增大鋼的冷裂傾向。P增加鋼的冷脆性（特別是含量＞0.1%時）第九十五頁，共147頁。③型殼的退讓性差。裂紋缺陷④外界因素的原因：清殼過早、清殼、修整、機(jī)加工過程中受到碰撞，殘留應(yīng)力引起鑄件開裂。第九十六頁，共147頁。②正確設(shè)置澆注系統(tǒng),使鑄件各部份的冷卻速度趨于一致。①改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計，壁厚力求均勻，平滑過渡，內(nèi)腔圓角足夠大，設(shè)置工藝筋且合理，盡量減小對鑄件收縮的阻力。⑶防止措施：裂紋缺陷第九十七頁，共147頁。加強(qiáng)金屬液的熔煉質(zhì)量，脫氧除渣盡量徹底，減少鑄件中氣孔、夾雜物等情況，并嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)P、S、Al等。④盡量減少型殼層數(shù)，以提高型殼退讓性。裂紋缺陷第九十八頁，共147頁。⑦避免人為的損壞。⑤為減少鑄件內(nèi)應(yīng)力，可適當(dāng)降低澆注溫度及冷卻速度，延長鑄件在型內(nèi)的冷卻時間（培箱澆注）。⑥對殘留應(yīng)力大或裂紋傾向嚴(yán)重的鑄件，清理、加工前進(jìn)行熱時效。裂紋缺陷第九十九頁，共147頁。2、熱裂（常見及危害較大）熱裂是中碳鋼、合金鋼最常見和危險較大的缺陷之一。裂紋缺陷第一百頁，共147頁。內(nèi)裂:通常產(chǎn)生在鑄件最后凝固的地方(熱節(jié)處)有時出現(xiàn)在縮孔的下部,不規(guī)則、有分叉。⑴特征：外裂：裂口從鑄件表面開始，逐漸延伸到內(nèi)部呈表面寬而內(nèi)部窄,裂紋被氧化而變色。裂紋缺陷第一百零一頁，共147頁。⑵產(chǎn)生原因和影響因素：四大主要因素:裂紋缺陷鑄件結(jié)構(gòu)鑄造合金澆注系統(tǒng)冷卻速度第一百零二頁，共147頁?！獌?nèi)尖角處應(yīng)力集中,鑄件收縮受阻時產(chǎn)生拉長作用。①鑄件結(jié)構(gòu)的影響：—熱節(jié)和轉(zhuǎn)角部位較多的鑄件,這些部位凝固較慢。裂紋缺陷第一百零三頁，共147頁。—厚薄不勻，冷卻快慢不同，薄處先凝強(qiáng)度較高，厚部位凝固時，收縮應(yīng)力集中于此處?！獫裁翱谠O(shè)計不合理，對鑄件收縮起到阻礙作用，增大鑄件收縮應(yīng)力。裂紋缺陷第一百零四頁，共147頁。a)含C（碳）量對熱裂的影響（與澆注溫度及含錳量關(guān)系不大）0.2%時抗熱裂性最大；＜0.2%時抗熱裂性隨含C量增加而增加；＞0.2～0.5%時抗熱裂性隨含C量增加而減少;＞0.5%時抗熱裂性隨含C量增加而增加。②鑄造合金性質(zhì)的影響：—合金的化學(xué)成分影響裂紋缺陷第一百零五頁，共147頁。Si的影響不顯著，在0.2-0.6%范圍內(nèi)提高Si量，會使熱裂傾向略有減弱，但Si對流動性有易。b)P、S降低抗熱裂性Mn具有良好的抗熱裂性，1.0%以下提高M(jìn)n含量能提高抗裂性。裂紋缺陷第一百零六頁，共147頁。①合金液體中有H、O、N等氣體時，將在合金結(jié)晶過程中析出在晶界液膜處，切割了合金組織,削弱了晶粒間的聯(lián)系，降低了合金固—液態(tài)時期的強(qiáng)度，而加大熱裂傾向?！辖鹨后w中氣體和夾雜物的危害裂紋缺陷第一百零七頁，共147頁。非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、硅酸鹽等）存在于合金液體中，由于其熔點低，凝固中也會析出在晶界液膜處，并以薄膜狀，長條形和鏈狀等幾何形狀分布在晶粒邊界造成熱裂，危害最大。裂紋缺陷第一百零八頁，共147頁。對于壁厚相差較大的鑄件，內(nèi)澆口設(shè)置在壁厚處增大了鑄件熱應(yīng)力或熱節(jié)較多的鑄件設(shè)置了多個內(nèi)澆口造成了鑄件線收縮受阻增加了鑄件的熱裂傾向。厚壁件冷卻速度慢或薄壁件冷卻速度太快也會增加熱裂傾向?！獫沧⑾到y(tǒng)和冷卻速度的影響裂紋缺陷第一百零九頁，共147頁。⑶防止措施：①改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，減少壁厚差，平滑圓角過度，減小應(yīng)力集中。②

改善型殼退讓性，正確選擇型殼。裂紋缺陷第一百一十頁，共147頁。④嚴(yán)格控制金屬液中氣體含量及減少或改變非金屬夾雜物的形態(tài)。如碳鋼、合金鋼的變質(zhì)處理（加入0.3%以下的合金或稀土元素：釩、鈰、鈦、鈮）。③

嚴(yán)格控制及調(diào)整合金成分,特別是P、S的含量。裂紋缺陷第一百一十一頁，共147頁。⑥正確控制鑄件冷卻速度,厚壁件易提高冷卻速度,薄壁件冷卻速度不易過高，以減小熱裂傾向。⑤改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計,特別是內(nèi)澆口位置的設(shè)置及大小、數(shù)量。裂紋缺陷第一百一十二頁，共147頁。1、鑄件脆斷(氫脆)

六、其它類缺陷第一百一十三頁，共147頁。主要指鑄鋼件斷裂,斷面晶粒粗大，呈冰糖狀。⑴特征:其它類缺陷第一百一十四頁，共147頁。熔煉過程中脫氧劑(鋁)用量過高，或金屬液中硫、硼含量過高及金屬液嚴(yán)重過熱等造成鑄件晶粒粗大，晶粒邊界上分布著氮化鋁、硫化錳和網(wǎng)狀硼化物，使鋼(鑄件)塑性和沖擊韌性顯著降低,從而導(dǎo)致鑄件晶間脆性斷裂。由于金屬液吸氫嚴(yán)重時，也會產(chǎn)生鑄件脆性斷裂，又稱為氫脆。⑵形成原因:其它類缺陷第一百一十五頁，共147頁。③嚴(yán)格控制熔煉工藝，防止鋼液嚴(yán)重過熱和吸氫。⑶防止方法:①嚴(yán)格控制脫氧劑(鋁)的加入量≤0.1%,且脫氧時應(yīng)盡可能使鋁在鋼液中分布均勻。②采用潔凈的爐料，提高爐襯質(zhì)量，防止硫、硼及其它有害雜質(zhì)混入鋼液。(鋼液中含硼量不得超過0.005%)其它類缺陷第一百一十六頁，共147頁。2、變形其它類缺陷第一百一十七頁，共147頁。鑄件鑄態(tài)的幾何形狀與圖樣不一樣，稱為變形或鑄態(tài)變形。⑴特征:其它類缺陷第一百一十八頁，共147頁。⑵形成原因:①

熔模變形：取模力不均造成熔模變形；熔模壁厚不均冷卻時因溫度分布不均，造成因熱應(yīng)力引起的變形；熔模存放時溫度過高，接近模料軟化點引起變形等。其它類缺陷第一百一十九頁，共147頁。型殼強(qiáng)度低(高溫強(qiáng)度)時，型殼在焙燒、澆注時受自重或金屬液壓頭作用引起的變形。②型殼變形：其它類缺陷第一百二十頁，共147頁。鑄件凝固后期冷卻至室溫的過程中,鑄件線收縮受阻會引起收縮應(yīng)力,收縮應(yīng)力大而鑄件結(jié)構(gòu)剛性又不足時，則發(fā)生扭曲變形。澆注系統(tǒng)的設(shè)置、澆注工藝不當(dāng)會造成鑄件冷卻速度相差過于懸殊,產(chǎn)生變形。③

鑄件凝固冷卻過程中產(chǎn)生的變形：其它類缺陷④

清理過程中操作不當(dāng)造成鑄件變形。第一百二十一頁，共147頁。③焙燒時型殼宜放一層,減小型殼焙燒時所受的壓重。⑶防止方法:①認(rèn)真檢驗熔模，發(fā)現(xiàn)熔模變形應(yīng)予報廢或采用校正措施，并控制工作室溫度。②采用高溫抗變形能力強(qiáng)的粘結(jié)劑和耐火材料,必要時適當(dāng)增加型殼層數(shù)。其它類缺陷第一百二十二頁，共147頁。⑥矯正鑄件。④改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)或增設(shè)加強(qiáng)筋、工藝筋。⑤改進(jìn)澆注系統(tǒng)的設(shè)置。合理設(shè)置內(nèi)澆口位置以減小各處溫差，并避免收縮時澆注系統(tǒng)與鑄件發(fā)生相互牽制,使鑄件各處冷卻均勻以減小變形傾向。其它類缺陷第一百二十三頁，共147頁。其它類缺陷3、表面脫碳第一百二十四頁，共147頁。鑄鋼件表面有一層低碳層，它包括全部呈現(xiàn)鐵素體組織的全脫碳層和含碳量較低的半脫碳層。⑴特征：其它類缺陷第一百二十五頁，共147頁?？諝庵械难跖c（1）鋼液中的碳元素和（2）鑄件冷卻時形成的滲碳體、奧氏體中的碳發(fā)生反應(yīng)，造成鑄件表面脫碳。反應(yīng)如下：2C+O2=2COC+O2=CO2上述反應(yīng)在高、中或低溫度區(qū)均有非常強(qiáng)烈的自發(fā)進(jìn)行的趨勢。⑵形成原因：其它類缺陷第一百二十六頁，共147頁。②在型殼加固層撒砂中或填砂中加入碳化物,如碳砂活性炭,無煙煤等。⑶防止方法：①適當(dāng)降低型殼及澆注溫度，加快鑄件的冷卻速度。其它類缺陷第一百二十七頁，共147頁。④鑄件熱處理時，也應(yīng)在還原氣氛中進(jìn)行，在鑄件上面撒一層焦碳粒,并注意爐門的封閉等方法,是防止鑄件表面脫碳的重要手段。③在鑄型周圍，人為的造成還原性氣氛，如在澆注后用罩將型殼罩住，并向罩內(nèi)滴煤油或撒適量廢蠟等，能有效的減少鑄件表面脫碳。其它類缺陷第一百二十八頁，共147頁。

鑄造不銹鋼：主要用于經(jīng)液體或氣體腐蝕的鑄件。不銹鋼中的主要合金元素是鉻。鉻溶于鐵中形成固溶體，當(dāng)鋼中的含鉻量達(dá)到一定濃度時，就會在鋼的晶粒表面形成一層含氧化鉻（Cr2O3）的膜，其化學(xué)組成可用FeO.Cr2O3表示。這種氧化鉻膜在氧化性酸類（如硝酸）中具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。其它類缺陷第一百二十九頁，共147頁。

大體為三類不銹鋼：①鉻不銹鋼公稱含鉻量13%②高鉻不銹鋼公稱含鉻量28～

34%③鉻鎳不銹鋼（300系列不銹鋼）鉻鎳不銹鋼與上兩類比較熱穩(wěn)定性、抗腐蝕性更好，但當(dāng)鑄件冷卻過程中共析轉(zhuǎn)變來不及發(fā)生時，組織會出現(xiàn)碳化鉻，使晶粒周圍的含鉻量降低，形成貧鉻層，鉻的純化膜受到破壞，增大晶間腐蝕。其它類缺陷第一百三十頁，共147頁。

不銹鋼的鑄造性能的影響：1、鉻是不銹鋼中的主要合金元素，鉻易在鋼水表面產(chǎn)生氧化膜（加鈦的鋼結(jié)膜傾向更大），使鋼的流動性降低。但鉻又能降低鋼的熔點，含鉻量>8%時，凝固時間延長，流動性又有所改善。Ni、Mn、Cu都能降低熔點而提高流動性。加鈦形成難熔質(zhì)點，影響鋼的流動性。其它類缺陷第一百三十一頁，共147頁。2、由于含鉻量高，在澆注過程中鋼液表面容易生成氧化鉻膜，使鑄件產(chǎn)生氧化斑疤、冷隔、表面皺皮和夾雜等缺陷。鋼液溫度及澆注溫度越低，澆注時間越長，氧化現(xiàn)象越嚴(yán)重。其它類缺陷第一百三十二頁，共147頁。經(jīng)驗表明：提高鋼水溫度，液體表面氧化膜逐漸消失，可明顯減少鑄件斑疤。①適當(dāng)提高澆注溫度（不低于1530℃）并縮短澆注時間。②澆注系統(tǒng)的截面尺寸應(yīng)比碳鋼件大30%-50%為宜。其它類缺陷第一百三十三頁，共147頁。3、不銹鋼的體收縮均較大，易產(chǎn)生縮孔縮松。從補(bǔ)縮角度出發(fā)，鑄件應(yīng)依體順序凝固條件，其冒口尺寸比碳鋼件大20%-30%。其它類缺陷4、鑄造收縮率：馬氏體組織的不銹鋼與