可锻铸铁件造成的缺陷及分析与防范.docx

可锻铸铁件缺陷原因分析及解决办法
在可锻铸铁件生产中，常见的铸件缺陷有缩孔、缩松、疏松、气孔、裂纹、粘砂、铸件表面粗糙、缩陷、偏芯、错型、浇不足、型漏、灰口、麻口、反白口、白边过厚、变形、裂纹、氧化层过厚、花心断口、过烧，树枝状晶疏松、回火脆性、退火不足等。通常，产生这些缺陷的原因不单是退火工艺问题，有时还有造型制芯、熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题，因此必须具体分析，以便采取相应的合理措施加以解决。

生产可锻铸铁件时，铸件一些缺陷及其原因分析与防止方法如下：
 1缩松与缩孔
特征及发现方法:
在铸件内部，厚壁处、热节处有分散的小孔洞称为缩松；集中的孔洞称为缩孔。孔洞的表面粗糙
 原因分析:
1.由于底焦下降，铁液碳含量急剧下降，使收缩增大
2.浇冒口设置不当，冒口颈截面积过小，冒口与补缩部分距离过长，使铸件补缩不足
3.浇注温度过高，产生缩松、缩孔的倾向增大
4.型砂水分过高，透气性降低，阻碍铁液充满冒口，造成补缩不足
 防止方法:
1.稳定化学成分，控制ωc在2.3%~2.7%之间
2.一般把冒口置于铸件最后凝固的部位。冒口颈截面积应合适，冒口颈的长度一般为5~8mm
3.要选用适宜的浇注温度
4.严格控制型砂水分

2枝状缩松
特征及发现方法:
铸件外层呈现树枝状疏松，.从铸件表面起有一根根很细的针状晶体指向中心，使结晶具有辐射状态。一般产生在冒口颈附近、热节、砂芯和铸件尖角处
 原因分析:
1.一般产生枝状疏松的原因与缩松相同，主要是补缩不足造成的。与铸件的厚度、铁液化学成分、浇注温度、加铝量和浇冒口布置有关
2.另外，由于可锻铸铁件是亚共晶白口铁，液固相线间距较大，易形成枝晶，氢在高温时大量渗入铁液中，铁液凝固时，氢停留在表面内层，形成枝状疏松
 防止方法:
1.严格控制ωAl，一般在0.05%左右
2.严格控制型砂水分，提高透气性
3.对于壁厚的铸件应降低浇注温度
4.高硅量加孕育，以缩短凝固时间
5.合理布置浇冒口系统，使补缩良好

3气孔与针孔
特征及发现方法:
铸件在表面或皮下有密集或分散气孔，孔洞表面光滑
 原因分析:
1.型砂水分过多，灰分过高，粒度过细，使型砂的透气性降低
2.浇注温度过低，凝固快，气泡不易逸出
3.型砂中煤粉含量过高，便其发气量大
4.砂型紧实度过高或砂芯的通气道不良
5.铁液中含气较多
6.冷铁不干净，或位置不当
 防止方法:
1.控制型砂的水分，并提高型砂的透气性
2.适当提高浇注沮度
3.控制合适的煤粉加入量
4.适当减少型砂和芯砂的粘结剂，对旧砂进行去灰处理
5.砂型紧实度应适宜，并加强砂芯的通气
6.烘干炉缸、前炉及铁液包
7.冷铁需经光洁处理，并合理设置
 4裂纹
特征及发现方法:
铸件外部或内部有穿透或不穿透的裂纹。热裂带有暗色或黑色的氧化表面；冷裂是较干净的脆性裂纹
 原因分析: 
1.碳含量过低，收缩过大
2.铸件厚壁处补缩不足或冷铁设置不合理
3.型砂或芯砂退让性不好
4.铁液硫含量过高，增加了热脆性
5.内浇口大而集中，个数少，使局部过热
6.铸件结构不合理，壁厚变化太突然
7.铸件开箱过早，冷却太快
8.铸件在落砂清理时，受冲击过大
 防止方法:
1.控制ωc不应低于2.3% 。并适当提高铁液出炉温度，降低浇注温度
2.合理设置浇冒口和冷铁
3.砂型不宜太紧实，加入适量木屑改善退让性
4.尽量使铁液硫含量低，或控制合适的锰硫比
5.改进铸件结构，壁厚过渡要求渐变
6.延长开箱时间
7.铸件在清理时，应避免受冲击
5渣眼
 特征及发现方法:
在铸件外部或内部的孔穴中有熔渣
 原因分析:
1.浇包中的渣未除净
2.铁液中熔渣太多
3.浇注时断流
4.浇注系统设置不合理，挡渣效果不好
5.浇注位置不正确
 防止方法:
1.除净浇包中的残渣
2.适当提高铁液温度，可在铁液包内加人少量干砂，以利聚渣撇除
3.浇往时，注意不发生断流，并保持浇口杯充满
4.在横浇道上可设置集渣包，以利挡渣
5.应使铸件的重要部位放在下面或侧面
 6多肉
特征及发现方法:
铸件上有形状不规则的毛刺、披缝或凸出部分
 原因分析:
1.面砂强度不够，产生裂纹，致使铁液钻入
2.涂料不好
3.铸型紧实度不均匀或吃砂量不够
 防止方法:
1.应用较细的面砂,并适当增加粘结剂和混砂时间，以提高面砂弧度
2.改善涂料
3.要求型砂紧实度均匀，并有足够的吃砂量
 7铁豆
特征及发现方法:
气孔中有小铁珠
1.型砂潮湿，内浇道离铸件最低处太高，造成铁液飞溅，形成铁豆，铁液充满后，又未能把铁豆熔化，使其与气体一块包入铸件中
2.砂芯透气性不好，发气量又大，产生的大量气体从铁液中向外跑时，使铁液翻滚，易在砂芯附近的铸件表面产生铁豆
 防止方法:
1.降低型砂水分或采用底部注入式浇注系统，平稳注入型腔，以减少铁液飞溅
2.适当减少芯砂中发气含量大的附加物，并加强砂芯的通气
 8冷隔与浇不足
特征及发现方法:
铸件上有未完全融合的缝隙或局部缺肉，周围呈圆边
 原因分析:
1.铁液浇注温度太低
2.铁液化学成分不合适
3.砂型太湿
4.浇注系统设置不合理，浇口截面太小
5.铸件部分壁太薄
6.冷铁位置不当
7.下芯时偏斜
 防止方法:
1.适当提高浇注温度
2.控制合适的铁液化学成分
3.降低型砂中的水分
4.加大浇口尺寸，加快浇注速度；对长铸件可两端引人铁液
5.改进铸件结构
6.合理设置冷铁
7.砂芯安放正确
 9铸态麻口、灰口
特征及发现方法:
铸态铸件断面呈麻口或灰口组织
原因分析:
1.配料熔化中，成分不合要求，碳硅含量过高
2.熔化中落料不均匀，或铁液混合不均匀
3.铸件壁厚相差太大，在厚壁处，产生麻口或灰口
4.开箱太晚
 防止方法:
1.正确选择化学成分，合理配料，熔化过程中碳硅含量控制在要求的范围内
2.装设前炉，使铁液均匀
3.对厚壁铸件，应适当增加鉍的加入量或降低铁液的浇注温度
4.适当提前开箱
 10铸件、硬脆性能不合标准
特征及发现方法:
力学性能不符合牌号要求，尤其韧性不足，硬度过高；金相组织中有过量的渗碳体或珠
光体；黑心可锻铸铁件断口往往呈白色或花心
 原因分析:
1.铸件化学成分不当，硅低或硫高或锰高
2.铁液铬含量或氧、氮、氢量超过限度
3.石墨化退火规范不正确或控制不当；第一或第二阶段石墨化不完全
4.采用低温石墨化退火工艺时控制不当
5.脱碳退火温度过低或脱碳气氛控制不当
 防止方法:
1.正确控制铁液化学成分和气体含量
2.正确控制石墨化退火或脱碳退火工艺
 11铸件变形
特征及发现方法:
退火后铸件形状、尺寸发生明显的改变
 原因分析:
1.铸件装箱不当
2.第一阶段石墨化退火温度过高，时间过长
3.退火炉内局部温度过高
 防止方法:
1.注意装箱方式，增加隔板或填料
2.适当降低第一阶段石墨化退火退度
3.改进退火炉结构和操作，使炉温尽量均匀
4.改用低温石墨化退火工艺
 12铸件氧化严重
特征及发现方法:
铸件表面形成较厚的氧化皮
 原因分析:
1.炉气氧化性强
2.退火箱密封不好
3.退火温度过高，时间过长
 防止方法:
1.退火箱密封好
2.硅高时，适当降低退火温度
3.合理控制锰硫比
4.采用低温石墨化退火工艺
 13过烧
特征及发现方法:
铸件表面粗糙，边缘熔化，断口晶粗大，石墨粗大且形状差。铸件变脆，硬度增高。铸件表层出现一层含氧铁素体，有时局部熔化。
 原因分析:
1.第一阶段石墨化退火温度过高，时间过长
2.退火炉温度差较大，局部区域的炉温过高，大大超过工艺规定
 防止方法:
1.控制第一阶段石墨化退火温度
2.改进退火炉结构和操作，使炉温均匀
3.改用低温石墨化退火工艺
 14回火脆性
特征及发现方法:
铸件呈白色断口，冲击韧度、伸长率明显降低
 原因分析:
1.第二阶段石墨化退火后或低温退火后，在550~400℃范围内降温太慢，停留时间过长，沿铁素体晶界析出碳化物或磷化物
2.铸铁磷含量较高，特别在硅含量高时，更易出现回火脆性
3.在发生回火脆性的温度范围内(400~550℃)进行热镀锌
 防止方法:
1.退火后在600~650℃出炉快冷
2.适当控制铁液中磷、硅、氮含量
3.镀锌作业避开回火脆性温度区。当出现镀锌回火脆性后，铸件可以进行返镀，消除脆性
4.已发生回火脆性的铸件可重新加热到650℃以上(650~700℃)短时间保温，然后出炉快冷，韧性即可恢复
 15低温脆性

特征及发现方法:
低湿脆性转变温度升高
 原因分析:
铸件成分中硅、磷含量过高
 防止方法:
控制铸件中硅、磷含量。对在低温下工作并承受冲击载荷的可锻铸铁件，ωsi不宜超过1.7% , ωp不宜超过0.05%
 16石墨形状分布不良
特征及发现方法:
石墨形状、分布不良，导致力学性能达不到标准牌号要求
 原因分析:
1.铁液化学成分选择不当
2.孕育处理和石墨化退火工艺不当
 防止方法:
1.控制化学成分在规定范围内，防止出现铸态石墨
2.孕育剂的加入量要适当，加硼的质量分数超过0.02%时会出现串状石墨
3.退火温度不宜过高，特别是第一阶段石墨化退火温度要严加控制，过高时会出现石墨形状恶化，颗粒数减少
4.采用适当的低温预处理工艺
 17树枝状晶间疏松
特征及发现方法:
铸件退火后有可见的或肉眼不能发现的微小裂纹，里面有明显氧化色泽的树技状疏松结构，从表面指向中心

原因分析:
铸件凝固时，由于凝固补缩不足以及结构和结晶等条件，形成微小的热裂及枝晶疏松。在退火过程中，炉气沿裂纹及枝晶间隙侵入，引起疏松处严重氧化和进一步扩大

防止方法:
改善孕育处理，细化晶粒，消除枝晶组织，优化补缩条件。防止板块状白口组织和热裂产生