铸造缺陷.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,3、膨胀缺陷,（1）定义,：,浇注金属时，砂型（芯）表面层受热而发,生膨胀和强度的变化，因此而引起的铸件缺陷，统称为,膨胀,缺陷。,（2）分类,：湿砂型时，主要产生夹砂、结疤和鼠尾缺,陷；有机物粘结剂的砂型或砂芯中产生的毛刺缺陷。,1,2,（3）夹砂,夹砂缺陷在类型上有两种,：,夹砂与结疤，如图8-4所示,。,型砂的膨胀与其矿物组成及紧实程度有关：,1）,硅砂的膨胀,随温度的升高而不断增大，在573温度,时，发生-石英向-石英的转变，线膨胀总量达1.375%，,这种膨胀又称“低温膨胀”。,2）,型砂紧实度不太高,时，砂粒间孔隙大，砂型受热砂,粒“低温膨胀”时可以无阻地自由微观膨胀，砂型的宏观膨胀,就小，犹如砂型能自行适应和吸收“低温膨胀”；如型砂的紧,实度较大，砂型的受热膨胀受阻，会导致砂型宏观膨胀增,大，出现膨胀缺陷的可能性增大。,3,3）解释“膨胀缺陷”的“膨胀-应力理论”认为：,膨胀缺陷经过三个阶段。即：,a.,砂型表面受热迅速膨胀，,b.砂型表层脱离砂型本体而凸起，,c.砂型表层（干砂层）破裂、金属侵入而造成夹砂。,夹砂产生倾向,=铸型表层膨胀力/高湿度弱砂带强度。,高湿度弱砂带的热湿拉强度越低，产生夹砂的倾向越大。,提高型砂热湿拉强度的作用对防止夹砂，效果好。,4,（4）鼠尾,鼠尾的形成过程如图8-7所示。它常,出现在铸件的平面,上，特别是铸件的,下平面,上。,消除鼠尾的根本措施是,：减少膨胀力，可在型砂中加入减少砂型膨胀量的附加物，最有效的是加入纤维物和木屑。,1,5,（5）毛刺,由于砂型（芯）受热膨胀导致开裂成缝，金属液渗入缝,中所形成的刺状金属突起物，称为,毛刺,。砂型（芯）的工作,表面开裂缝呈网状时，所形成的网状金属毛刺称为,脉纹,。,硅砂的受热膨胀，是产生毛刺与脉纹的根本原因,。,型砂组成不合理,（如颗粒筛号比较集中）会增加砂型的宏观膨胀量；铸铁的,碳、硅和磷含量高,，金属液的流动性好，都会加剧铸件表面的毛刺量；,砂型局部过热,，冒口太接近砂芯头部位等都易使砂型（芯）开裂成缝而形成毛刺。,6,为了,防止毛刺,，要求浇注时，芯砂或型砂有较高的热变,形量。砂型热变形量过低时，可采用下列,措施改进,：,1）控制细粉含量，使之低于8%12%；,2）加木屑12%；,3）对水分和型（芯）砂混碾质量应严加控制；等等。,7,4、充填缺陷,金属液充填铸型型腔时，,充填得不完整,，或金属液机械,冲击或冲刷而导致铸型损坏所产生的铸件缺陷，称为,充填缺,陷。,充填缺陷可分为,：金属液流动缺陷、金属液机械致损缺,陷两类。,（1）金属液流动缺陷,流动缺陷是指：,金属液充填铸型型腔不完整，造成的铸,件缺陷。,流动缺陷主要包括：,冷隔、皱皮与皱纹、浇不到、飞翅,等。,8,1）冷隔冷隔呈“裂纹”状缝隙，但缝隙带有圆角的棱边，如图9-5所示。,产生冷隔的原因是,：金属液流动能力弱、浇注速度过慢、,型腔内空气未驱赶尽。,消除措施包括,：提高浇注温度、增加金属液的流动性、,改进浇注系统和排气能力。,9,2）皱皮与皱纹,：铸件整个表面布满绵延不绝的皱纹，这种表面缺陷称为皱皮。如图9-8、图9-9c所示。,10,合金中,有易氧化的元素,，如Mn、Si且含量较高时（象硅,锰低合金钢ZG20、MnSi），,极易形成皱纹，又称水平流痕。,其形成过程为：,a.,在钢液的充型过程中，随着型腔内,上升液面,温度的降低液面,形成氧化膜,，液面继续上升使氧化膜粘附于型壁上，钢液面漫过氧化膜,留下痕迹,；,b.当液面温度下降到凝固温度范围时，液面结壳，更严重地阻碍型腔内液面的上升运动，但型腔内液面克服阻力，突破液面壳之阻力漫过它继续上升，,结果在“金属/铸型”界面上留下痕迹,，即：,皱纹,。,铸钢薄壁件表面上易出现的这种皱纹缺陷，,其防止的根,本措施为：,提高钢液在型腔内的,上升速度,（不低于,18mm/s）；,采用还原性气氛保护上升的金属液面,，使型腔,中CO/CO,2,、H,2,/H,2,O的比值增大。,11,3）浇不到：铸件不完整（如图9-10所示），有停止流动的流头残迹。,浇不到缺陷形成的,主要原因是,：浇注温度不够、浇道过,小，金属时排气孔数量不够。,消除浇不到缺陷的,措施有,：提高浇注温度、加大浇道尺,寸、改进排气系统。,12,4）飞翅：垂直于铸件表面上的薄片状金属突出物，称之为,飞翅,，或称,披缝,。,飞翅缺陷形成的,主要原因是：,上、下分型面或铸型芯座,与砂芯芯头之间的装配间隙过大，浇注时造成液态金属钻入,缝隙中。,消除飞翅缺陷的,措施有,：,控制上、下分型面或铸型芯座,与砂芯芯头之间的装配间隙，对工艺缝隙进行填补等。,13,（2）金属液机械致损缺陷,金属液机械致损缺陷，是指,液态金属对砂型型腔表面的,冲击、冲刷，造成砂型被损坏而产生的铸件缺陷。,金属液机械致损缺陷,主要包括：,冲砂、胀砂、抬箱、跑,火、钻芯等。,1）冲砂：,是指充型金属液将砂型或砂芯表面砂粒或局,部砂块冲刷掉。,冲砂引起的缺陷，通常位于铸件的浇口附近。引起冲砂,缺陷的首要原因是型砂的干强度太低、浇注时间过长。,14,2）胀砂：,是指铸件形状与图样不符，铸件外表面、内,表面局部胀大的多肉缺陷，同时伴随缩孔、缩松、重量超差,等缺陷。如图9-12所示。,胀砂是,砂型不能抵挡金属施加的压力，发生,二次紧实,而,产生的缺陷。如铸铁件凝固时，共晶转变产生的共晶膨胀压,力，在这种压力下，砂型被二次紧实发生型腔整体扩大。,紧实度或硬度较大的铸型，如高压造型、干型、化学粘结剂砂等有较高的抗胀砂能力。,15,16,3）抬箱：,铸件在分型面处存在着极为严重的飞边，即,有厚片状的、表面光滑的、周边不规则的金属凸出物，其厚,度有时与铸件所增加的高度相等，这种缺陷称为抬箱。,抬箱缺陷产生的原因是：,砂型的压铁重量太轻；或上、,下型夹紧不当，液态金属静压力过高等。,4）跑火：,又称型漏，“火”代表金属液，是指金属液充型,超过分型面进入上砂型后，分型面处，由于种种原因有泄漏,口使金属液决口流出型外。,跑火缺陷的主要原因是：,砂型浇注前泥封分型面不严、,压铁太轻、落砂太早等。,17,5）钻芯：,型腔内金属液钻入砂芯内的通气道流入砂芯,内部。,钻芯缺陷的主要原因是：,砂芯头与砂型芯座之间，或砂,芯顶面与型壁之间的装配间隙太大、内浇道直冲砂芯，产生,偏芯等。,18,5、夹杂类缺陷,（1）定义：,在铸件内部或表面存在着化学成分、物理,性能不同于基体金属的组成，这种组成物称为,夹杂,。,由尺寸大小分类，可分为宏观夹杂物和微观夹杂物。由,夹杂物不源分类，可分为内生夹杂物和外来杂物。由夹杂物,成分分类，内生夹杂物主要是氧化物、硫化物、氢化物和低,熔点渗出物，外来夹杂物主要是渣滓、型砂、芯砂、涂料等。,（2）豆类夹杂物：,铸件内部或表面有孔洞（气孔或缩,孔），孔洞中有金属珠；或铸件表面有金属珠，这些金属珠,类夹杂物，形似豆，统称为豆类夹杂缺陷。俗称,“铁豆”,。,主要类型有：冷豆、内渗豆、外渗豆等。,19,1）冷豆：,铸件内部或表面有气孔，孔中有金属珠粒，,豆与铸件本体不熔合但相连。如图101所示其形成的原因主要是：,浇注充型时，发生飞溅，形成金,属液珠，液珠表面氧化，有氧化膜；再发生反应：,Fe+CFe+CO，形成包围着液珠的气孔、液珠凝固后，成,为气孔中的金属豆。铸铁铸钢中称为“铁豆”。,冷豆形成过程,是：先为豆、后有气孔。,正确设计浇注系统、控制湿度过高、浇注时不发生飞溅,等，可克服冷豆缺陷。,20,21,2）内渗豆：,铸件的,内部孔洞,类缺陷（气孔、缩孔）的,孔壁上，有金属珠,，即金属豆附壁而生。其目视特征与冷豆,相似，主要差异是：内渗豆的化学成分与铸件本体的不一,致，是一种低熔点的熔体成分。灰铸铁件最容易产生内渗豆,缺陷。,其形成的原因，,同冷豆的形成相反。它是铸件内部，在,凝固时期，先形成孔洞类缺陷（如气孔、缩孔等）；再在铸,铁件凝固时，在共晶团晶间的含磷量高的低熔点共晶成分熔,体，在铸铁内、外压力作用下，被挤入气孔或缩孔的孔洞,中，渗在孔壁上，形成金属豆。,即先有孔洞，后有金属豆,。,消除,铸铁件凝固时形成内部自由表面的,孔洞类缺陷,气孔、缩孔等，可以防止内渗豆缺陷。,22,（3）夹杂缺陷：,夹杂缺陷可分成：,金属夹杂物、夹渣、砂眼、氧化膜夹,杂等。,1）金属夹杂物：,主要是,熔炼时,中间合金未熔尽以小颗,粒形式存在于合金熔液中；或炉前孕育或变质处理用的,中间,合金颗粒,，未熔化浇注随着液流进入型腔而形成金属夹杂物。,图107是灰铸铁件断口中的金属夹杂物。23,有色金属铸件中，常出现金属夹杂物缺陷。,主要防止措,施是：,保证金属炉料的,纯净度,，防止混入外来金属。,24,2）夹渣：,是指铸件内部或表面有,外来的,非金属夹杂,物，统称为“渣滓”。,夹渣的目视特征是：形状极不规则的孔穴内，包容着渣,滓。,按形成时间的先后，,有一次渣滓和二次渣滓两类,：,一次渣滓,，是指合金冶炼或熔炼时的冶金熔渣（氧化渣、还原渣、酸性渣、碱性渣等）或熔剂所形成渣滓；或金属液同炉衬、包衬相互作用生产的渣滓；或金属液炉前处理（孕育或变质等）生成的渣滓。,二次渣滓，,是指金属液在浇包内挡住或除去一次渣滓,后，进行浇注直至充型过程中，由于金属液的二次氧化或其,它各种原因而形成的渣滓。,25,图1012为球铁曲轴在上型中的上表面产生的夹渣，这,种夹渣声称为“黑渣”。黑渣由多种氧化物组成（MgO、FeO、Al2O3、SiO2稀土氧化物），是一种二次渣滓的夹渣缺陷，实际上是氧化膜的夹杂类缺陷。,26,防止夹渣缺陷的措施为：,i.金属液的过滤，净化金属液；,ii.在熔炼工艺，控制金属炉料，尽少带入夹杂物。,iii.合理设计浇注系统，具有挡渣功能，使金属液平稳充,型。,iv.提高浇注温度，良好地挡渣，可有效防止球铁黑渣。,27,3）砂眼：,铸件表面或内,部包容着砂粒的孔穴，称之,为砂眼。如图1013所示。,砂眼缺陷形成的,主要原,因是：,金属液充填型腔的冲,击力和紊流液流的,冲刷作用,，砂,型的,紧实度不足,，砂粒间的,孔,隙大,，金属液就易钻入；砂粒,间结合力弱，钻入砂粒间的金,属液就会把砂粒挤出来,形成砂眼,。,28,4）氧化膜夹杂：,铸件表面或内部有金属液充型时形成,的氧化膜。易生成氧化膜的铝合金、纯铜、球铁（二次渣,滓）。,防止措施：,浇注时，金属液应避免液流表面发生二次氧,化；对于球铁，过高的残余镁量，会增大氧化膜夹杂形成的,倾向。,29,Thanks!,30,