鑄件缺陷分析與鑄件質(zhì)量檢測

關(guān)于鑄件缺陷分析與鑄件質(zhì)量檢測一、夾雜類缺陷夾雜物

鑄件內(nèi)或表面存在和基體成分不同的質(zhì)點內(nèi)生夾雜物

在熔煉、澆注和凝固過程中，因金屬液成分之間或金屬液與爐氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的夾雜以及因金屬液溫度下降、溶解度下降而析出的夾雜物第2頁,共33頁，星期六，2024年，5月夾渣

因澆注金屬液不純凈，或澆注方法及澆注系統(tǒng)不當(dāng)，由裹在金屬液中的熔渣、低熔點化合物及氧化物造成的鑄件中夾雜。由于其熔點和密度都比金屬液低，一般分布在鑄件頂面或上部，以及型芯下表面或鑄件死角處，斷口無光澤，呈暗灰色。如圖示：基體

夾渣第3頁,共33頁，星期六，2024年，5月外生夾雜物

由金屬液及外來雜質(zhì)的夾雜物

夾雜類缺陷一般考慮以上4種情況，其產(chǎn)生原因如下：

1.澆注系統(tǒng)不合適（澆口比）2.熔渣清除的過程不合適

3.造型砂的耐火度不夠4.熔渣過濾的不徹底

5.鐵水材質(zhì)的不適當(dāng)或原材料雜質(zhì)過多

主要對策如下：

1.金屬液澆注時，不能讓熔渣流入鑄件（澆注系統(tǒng)考慮避臟，下網(wǎng)等）

2.從爐中向包內(nèi)放金屬液時，要將熔渣清除干凈。

3.對已混進(jìn)包去的熔渣進(jìn)行扒渣，并盡量去除，如去不掉，應(yīng)避免其隨流進(jìn)入鑄件。

4.澆注系統(tǒng)不合適的應(yīng)重新修改鑄造工藝

5.材質(zhì)不當(dāng)?shù)膽?yīng)調(diào)整到正確的材質(zhì)范圍，原材料雜質(zhì)過多應(yīng)更換原材料廠家

第4頁,共33頁，星期六，2024年，5月

另，砂眼也屬于夾雜類缺陷，是鑄件內(nèi)部或表面（多見于表面）帶有沙粒的孔洞，凡是砂型鑄造都難以避免砂眼，只能規(guī)定其在一定面積內(nèi)砂眼的大小、個數(shù)來進(jìn)行控制和檢驗，砂眼不影響其材料的機(jī)械性能，如圖：（是較大的砂眼，對于此圖也可以說是砂胎掉落，嚴(yán)重影響外觀質(zhì)量）良品不良品典型的砂眼第5頁,共33頁，星期六，2024年，5月二、多肉類缺陷抬型、抬箱由于金屬液的浮力使上型抬起，從而增加了鑄件的厚度

解決辦法：增加壓箱鐵重量，提高型砂強(qiáng)度，適當(dāng)降低澆注溫度，澆注時穩(wěn)流澆注披縫、飛邊、毛翅常在鑄件的分型面和芯頭部位出現(xiàn)片狀凸起或刺形凸起解決辦法：在不影響鑄件尺寸、形狀的前提下打磨掉即可，另在工藝上修正合箱間隙尺寸，避免后續(xù)不必要的修整第6頁,共33頁，星期六，2024年，5月脹砂

鑄件表面局部脹大，使鑄件明顯變形原因：造型時，型砂緊實率不均勻，緊實處沒有變形，不緊實處產(chǎn)生形變解決辦法：造型時均勻型砂緊實率，澆注時穩(wěn)流澆注，適當(dāng)降低澆注溫度沖砂

由于金屬液從澆口、冒口流入鑄件，對型砂產(chǎn)生沖擊，型砂被金屬液卷入鑄件，在澆口附近產(chǎn)生的瘤狀物，在鑄件其他部分則顯現(xiàn)為砂眼解決辦法：穩(wěn)流澆注，改善澆注系統(tǒng)，改善型砂強(qiáng)度及造型緊實率第7頁,共33頁，星期六，2024年，5月掉砂

合箱后，上型面的砂粒，或砂塊掉落，掉落的砂?；蛏皦K落在下箱，澆注出來的鑄件便會在上箱處有凸起的疤結(jié)或多肉，下箱則會有密集砂眼或缺肉，而上多下缺的形狀基本相同。造型時，砂型緊實率不實處在起模時粘到模具上，假如合箱后，會產(chǎn)生多肉，雖不至于廢，但會給后續(xù)修磨帶來很大麻煩，有的必須用機(jī)加才能去除，得不償失。此種情況在造型后，合箱前，造型人員能夠看得見，并且不能夠合箱澆注，一定要重新造型掉砂多見于形狀復(fù)雜的鑄件，對于第一種情況：混砂必須均勻防止硬塊或硬顆粒的出現(xiàn)，面砂要多用一些，緊實率要均勻，對于第二種情況，除注意上面幾點還要預(yù)熱型板模具，并加涂脫模劑（硅油、煤油凡士林等）第8頁,共33頁，星期六，2024年，5月三、表面缺陷機(jī)械粘砂（滲透粘砂）鑄件部分或整個平面粘附一層金屬和砂粒的機(jī)械混合物，多發(fā)生在砂型受熱強(qiáng)烈的部位，一般比較容易去除（鑄件后序的拋丸可清除）化學(xué)粘砂（燒結(jié)粘砂）鑄件部分或整個平面牢固的粘著一層由金屬氧化物、砂子、粘土等相互作用的低熔點化合物。不易清除，俗稱鐵包砂，需要打磨對于化學(xué)粘砂，一般提高金屬溶液純度，適當(dāng)降低澆注溫度、選用細(xì)砂造型，或改善混砂工藝（增加煤粉、重油；降低水分）等措施第9頁,共33頁，星期六，2024年，5月表面粗糙

鑄件表面不光滑、凹凸不平。一般是改善型砂質(zhì)量，改善混砂工藝，提高強(qiáng)度及緊實率縮陷（俗稱縮癟）

鑄件厚斷面或斷面交接處的表面有凹陷一般考慮是冒口補(bǔ)縮不良，解決辦法是加大冒口或改善澆注系統(tǒng)，如圖示：正面反面縮陷第10頁,共33頁，星期六，2024年，5月四、裂紋.冷隔類缺陷冷隔在鑄件上有一條未完全融合的縫隙或坑洼，其交接邊緣圓滑，并且比周邊要亮一些，如圖示：第11頁,共33頁，星期六，2024年，5月冷隔是鑄件的常見缺陷：

發(fā)生原因：

1.澆注溫度過低2.澆注系統(tǒng)不合適

3.充型速度?。ń饘僖毫鲃有圆涣迹?/p>

4.鑄型排氣不良（型砂透氣性好）

主要對策：

1.提高澆注溫度

2.改善澆注系統(tǒng)3.提高砂型的通氣性。第12頁,共33頁，星期六，2024年，5月冷裂、熱裂

由于鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或鑄件皮厚反差太大，導(dǎo)致相鄰的部位冷卻的速度差異，在材料內(nèi)應(yīng)力的作用下，結(jié)構(gòu)過渡處或厚薄的結(jié)合處容易產(chǎn)生裂紋解決辦法：建議客戶更改設(shè)計；在客戶不同意更改設(shè)計時，鑄件皮厚處經(jīng)計算后放置冷鐵、改善澆注系統(tǒng)，改善澆注溫度，如圖示：第13頁,共33頁，星期六，2024年，5月五、形狀及重量差錯類缺陷錯型、錯箱、偏芯鑄件的一部分與另一部分在分型面錯開，如下圖

產(chǎn)生原因：

1.模型安裝不良，模型的芯子配合不良

2.砂箱的銷子等固定部件不良解決辦法：消除以上原因第14頁,共33頁，星期六，2024年，5月形狀、尺寸、重量不符合要求

鑄件的尺寸形狀與圖紙不符，加工余量不合適。發(fā)生原因：

1.模具變形及磨損2.砂箱變形引起的3.芯子位置不正確

4.合型不良5.縮尺留的不對主要對策：對于縮尺——壁厚不均勻的鑄件收縮因壁厚而產(chǎn)生較大的差異，通常對這類鑄件應(yīng)先做試件，然后測量計算正確的縮尺縮尺的概念：針對一個鑄件的產(chǎn)品，我們在設(shè)計模具時不能按照完成品的尺寸來設(shè)計，因為模具是用來造型的，造型后還要用金屬液來填充，填充后的鑄件往往比模具的尺寸小，我們在設(shè)計模具是就要把模具做的大一些，就是在完成品尺寸上（就是客戶要求的圖尺寸上）加縮尺，來制作模具。如HT250一般取縮尺為8‰，其一個尺寸為360，加縮尺后的模具尺寸應(yīng)為362.88=360+（360×8‰），鑄鋁材質(zhì)的縮尺更大，約為2%第15頁,共33頁，星期六，2024年，5月六、殘缺類缺陷澆不到（澆不足）

由于金屬液未完全充滿型腔，而產(chǎn)生鑄件缺肉，常出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口的位置上未澆滿

在澆注的過程中，金屬液不夠澆滿一個鑄件，其與澆不足的區(qū)別在于其澆口、冒口及鑄件缺肉處幾乎是水平的（有經(jīng)驗的操作者，預(yù)計澆不滿的時候是不會澆注的）見下頁圖示第16頁,共33頁，星期六，2024年，5月澆不滿圖示：良品因澆不滿而導(dǎo)致的廢品第17頁,共33頁，星期六，2024年，5月跑火一般出現(xiàn)在下箱，造型合箱后，下箱在澆筑前或澆注中，砂型型腔裂縫，導(dǎo)致澆注時金屬液外流原因是：造型后放置時間過長，水分喪失；或車間地面不平，壓箱鐵過重

解決辦法：造型后應(yīng)盡快澆注，一般不能超過48小時砂型溢出的金屬液金屬液跑火后的鑄件第18頁,共33頁，星期六，2024年，5月七、孔洞類缺陷氣孔、針孔（多在鑄件上箱）析出氣孔多是細(xì)小的，呈圓柱針孔侵入氣孔尺寸較大，孔壁光滑，表面氧化，多呈橢圓形反應(yīng)氣孔鑄件表面下，呈分散狀針孔，只能通過加工表面才能發(fā)現(xiàn)氣孔的成因很多，人、機(jī)、料、法、環(huán)每個環(huán)節(jié)的不當(dāng)都會引起此類缺陷，見下頁，氣孔的產(chǎn)生原因第19頁,共33頁，星期六，2024年，5月①澆注系統(tǒng)澆冒不合適，導(dǎo)致金屬液壓頭太低澆注系統(tǒng)不合適，使金屬液產(chǎn)生紊流或斷流，導(dǎo)致氣體卷入型腔最高處沒有設(shè)置出氣孔

②型砂水分過高（夏季適當(dāng)減少水分的加入）型砂透氣性差混制不良，型砂中有雜質(zhì)（鐵釘、煤渣等）制芯時所用涂料含發(fā)氣原料過多，發(fā)氣量過大，砂芯未干透、排氣不暢、透氣不良或吸濕返潮第20頁,共33頁，星期六，2024年，5月③造型局部緊實率過高濕型修型過度，刷水過多脫模劑不合乎要求，發(fā)氣量過大需放置冷鐵的鑄件，冷鐵不能銹蝕④金屬成分（針對鑄鐵）硅含量過高，鋁量超標(biāo)球鐵球化處理時，鎂殘留超標(biāo)金屬液中硫、錳含量超標(biāo)添加廢鋼時卷入的氮氣過多，易形成氮氣孔氮氣孔與縮孔很難甄別，因為它的孔壁不是圓滑的，并且也在鑄件內(nèi)部第21頁,共33頁，星期六，2024年，5月⑤熔化爐料潮濕、銹蝕、油污嚴(yán)重出爐口，澆包未完全烘干金屬液氧化嚴(yán)重爐料中雜質(zhì)過多⑥澆注澆注溫度過高或過低澆注時紊流或斷流澆注方法不當(dāng)（忽快忽慢，流速不均）解決辦法：分析形成原因，針對原因解決問題第22頁,共33頁，星期六，2024年，5月縮孔、縮松在鑄件厚斷面內(nèi)部，及厚斷面與厚斷面交接處內(nèi)部或表面易產(chǎn)生形狀不規(guī)則，孔壁不規(guī)則，晶粒較粗大的孔洞，稱之為縮孔縮松與縮孔區(qū)別于：縮孔只是一個孔，而縮松是在一個區(qū)域內(nèi)有很多小的縮孔。如圖：縮松第23頁,共33頁，星期六，2024年，5月

縮孔、縮松的形成主要與澆注系統(tǒng)（冒口補(bǔ)縮不足）、化學(xué)成分（碳當(dāng)量低、磷超標(biāo)等）有關(guān)；在鑄件生產(chǎn)當(dāng)中此問題是比較容易解決的。疏松與縮松形狀類似，但孔洞更小，需借助放大鏡才能看到顯微疏松比疏松孔洞更小，影響金屬組織的致密性疏松、顯微疏松是承壓件的致命缺陷（如液壓件、氣動件、保壓件等），在受壓時會滲漏。第24頁,共33頁，星期六，2024年，5月疏松、顯微疏松首先要考慮原材料，再考慮熔煉，最后考慮澆注系統(tǒng)，因為要獲得好的鑄件材質(zhì)必須要有好的原材料。注：以灰鐵為例，灰鐵有6種石墨形態(tài)，A型是最好的。因為石墨在組織中都是一個個微觀的孔洞，A型石墨是石墨與石墨之間互不相同的，所以組織也是最致密的。第25頁,共33頁，星期六，2024年，5月八、性能.成分.組織不合格機(jī)械性能不合格

材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度，延伸率（灰鐵無延伸率要求）硬度等不符合技術(shù)規(guī)定化學(xué)成分不合格

化學(xué)成分不符合技術(shù)規(guī)定。一般日本、韓國注重機(jī)械性能，成分可以適當(dāng)放寬金相組織不合格

金相組織不符合技術(shù)規(guī)定?？蛻粲薪鹣嘁髸r進(jìn)行檢驗，客戶沒有要求是可以不用檢驗第26頁,共33頁，星期六，2024年，5月白口

特別是灰鐵，在皮薄處或離澆冒口最遠(yuǎn)處易出現(xiàn)亮白組織。白口部位硬度高、脆性大，加工困難。如加工件產(chǎn)生白口，則需要退火處理，退火后的材質(zhì)一般會降低一個牌號。白口一般目視可見，發(fā)現(xiàn)亮白部位，用銼刀銼一下，銼刀打滑即可視為白口。如圖：白口白口第27頁,共33頁，星期六，2024年，5月白口的成因有以下幾點：1.碳當(dāng)量過低或鐵液中有反石墨化元素（鉻、碲、釩等）

2.配料不當(dāng)，元素?zé)龘p嚴(yán)重

3.鐵水氧化（溫度過高、送風(fēng)量大）

4.澆注溫度過低5.孕育不足（孕育劑）

6.鑄件皮太薄白口的出現(xiàn)，只要原材料優(yōu)良，熔化適當(dāng)，一般只做充分的孕育，就可避免第28頁,共33頁，星期六，2024年，5月球化不良球墨鑄鐵在球化檢驗時呈現(xiàn)非球化狀態(tài)。球化衰退球化檢驗時不同部位的石墨形態(tài)不一，有少量球化，還有團(tuán)絮狀的，甚至出現(xiàn)與灰鐵石墨類似的形態(tài)（俗稱：灰了）產(chǎn)生球化不良和球化衰退的主要原因是，球化處理不當(dāng)，或澆注時間過長，如不是以上原因還需查找原材料、球化劑等方面原因第29頁,共33頁，星期六，2024年，5月球化率的檢驗：在100×的物鏡下球化率100%球化率90%球化率80%球化率75%球化率70%球化率60%球化率55%球化率50%

球化率30%球化率10%球化率一般達(dá)