灰铸铁件缺陷分析与解决方案.docx

灰铸铁件缺陷分析与解决方案一、 砂芯和砂型的刚性砂型浇注后，由于铁液的静压力或凝固而引起的膨胀力，常导致型壁移动和砂芯溃散，这就会使铸件产生内部缩孔和表面缩陷。因此为使铸件尺寸稳定，要最大限度地使铸型紧实。为了节约造型材料，造芯时广泛采用了空心砂芯，它比实体芯轻，故热容量小，凝固速度慢，这会导致砂型扩张或砂芯溃散。此外，铁液可能通过芯头或砂芯上的裂纹而渗入其中空部分，这也会使铸件产生缺陷。为了提高空心砂芯的刚性，可用湿型砂或水玻璃砂充填；也可将壳芯作成两半，其内部设置加强筋，造芯后粘合可得到坚硬的砂芯。二、正确选择浇注温度1.浇注温度过低时可能形成的缺陷（1）硫化锰气孔 此种气孔位于铸件表皮以下且多在上面，常在加工后显露出来，气孔直径约26mm。有时孔中含有少量熔渣，金相研究表明，此缺陷是由MnS偏析与熔渣混合而成，原因是浇注温度低，同时铁液中含Mn和S量高。（2）液体夹渣 加工后铸件表皮之下会发现一个个单体的小孔，孔的直径一般为13mm。个别情况下只有12个小孔。金相研究表明，这些小孔与少量的液体夹渣一起出现，但该处未发现S的偏析。（3）砂芯气体引起的气孔 气孔和多空性气孔常因砂芯排气不良而引起。因为造芯时砂芯多在芯盒中硬化，这就常使砂芯排气孔数量不够。为了形成排气孔，可在型芯硬化后补充钻孔。浇注温度过低最常见的原因是浇注前，铁液在敞口的浇包中长时间运输和停留而散热。用带有绝热材料的浇包盖，可以显著地减少热损失。2.浇注温度过高浇注温度过高会引起砂型涨大，特别是具有复杂砂芯的铸件，当浇注温度1420时废品增多，浇注温度为1460时废品达50。在生产中，利用感应电炉熔炼能较好地控制铁液温度。三、晶核的形成（1）孕育的影响孕育处理有时也会增加铸造缺陷，因为强烈孕育而急剧生核的铸铁件，形成碳化物的倾向增大了。所以建议孕育处理时孕育剂的用量能防止白口就可以了，健全铸件中的晶核比有缩孔的铸件要少的多。 （2）硫的作用由于大多数废钢中含S量低，故电炉熔化废钢时，只能获得含S量低（005）的铸铁。此种铸铁对许多孕育剂来说不起作用，原因是孕育衰退的很快，所以用废钢在电炉中熔化时，常常在铸件中产生白口。（3）铁液的保温和过热温度近年来，人们倾向于用电炉熔化并保温铁液，但提高过热温度和增加保温时间会减少晶核的形成，故有产生白口的危险。考虑到经济和材料性能方面的原因，长时间保温时其温度应尽可能低些。四、因砂芯引起的铸件尺寸误差砂芯受热时首先是膨胀，然后产生塑性变形，这种在高温下所引起的变化与所用的型砂以及粘结剂的分解有关。（1）硬化温度和硬化时间的影响 树脂砂的最初膨胀和热塑性同硬化温度和时间有关。硬化时间长的砂芯，其一次和二次膨胀就大，可能带来变形问题；而硬化时间短时，砂芯膨胀小且分解快。（2）砂芯涂料的影响 大部分砂芯表面要刷涂料，经试验发现，耐火涂料渗入砂芯表面的深度对砂芯变形有很大影响，当涂上含有表面活性剂的涂料时、因渗透深度大而防止了二次膨胀。灰铸铁缺陷产生的原因分析影响灰铸铁力学性能的主要因素：冷却速度，铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等。1.关于冷却速度的影响影响铸件冷却速度的因素较多：铸件壁厚和重量、铸型材料的种类、浇冒口和重量等等。由于铸件的壁厚、重量和结构取决于工作条件，不能随意改变，故在选择化学成分时应考虑到它们对组织的影响。2.关于铁液过热处理的影响提高铁液过热温度可以：增加化合碳含量和相应减少石墨碳含量，细化石墨，并使枝晶石墨的形成，消除铸铁的“遗传性”，提高铸件断面上组织的均匀性，有利于铸件的补缩。同样，铁液保温也有铁液过热的类似作用。3.关于铁液孕育处理的影响 孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前，把孕育剂附加到铁液中以改变铁液的冶金状态，从而可改善铸铁的显微组织和性能。对灰铸铁而言，进行孕育处理是为了获得A型石墨、珠光体基体、细小共晶团的组织，以及减少铸件薄壁或边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏感性；对可锻铸铁而言，是为了缩短短退火周期，增大铸件的允许壁厚和改善组织的结构；对球墨铸铁而言，是为了减少铸件白口倾向，提高球化率和改善石墨的圆整性。4.关于炉料特性的影响 实际生产中往往发现改变金属炉料（例如采用不同产地的生铁或改变炉料的配比等)而化学成分似乎无变化的情况下铸铁具有不同的组织和性能，这说明原材料的性质直接影响着用它熔炼出来的铸铁的性质，称为铸铁的：“遗传性”为此，采用提高铁液温度和使用多种铁料配料可消除这种“遗传性”，并改善铸铁的组织和性能。