常見灰鑄鐵件缺陷分析和檢查防范

【摘 要】 我國改革開放30多年來，機械制造工業發展迅速，素有“世界工廠”之稱。機床、輕工機械鑄造水平也取得了長足的進步，滿足了現代工業生產的需要，但就鑄造質量來說仍然存在著較大的問題，本文針對灰鑄鐵件存在的常見缺陷進行了探討，分析其原因，并提出相應的控制措施。

【關鍵詞】 鑄造 灰鑄鐵 鑄件缺陷 分析控制

目前，我國灰鑄鐵件的年產量已達到了3500多萬噸，位居世界首位。在這種情況下，如果因為質量管理存在問題，哪怕存在缺陷的灰鑄鐵件僅僅占據百分之一，可能造成廢品量也能達到三十萬噸之巨，龐大的缺陷廢品量，將帶來巨大的負面效應。一方面廢品需要回爐再生產，造成了資源的浪費，并且產生大量的廢水、廢氣、廢渣，加劇了環境污染。另一方面由于缺陷的產生，還會對設備的使用造成影響，降低了機械的使用精度和壽命，甚至出現事故。所以對鑄鐵過程做好缺陷分析和預防控制就顯得尤為重要。

1 灰鑄鐵簡介

灰鑄鐵是鑄造行業最為常見的產品，分為HT/100、HT/150、HT/200、HT/250、HT/300、HT/350六級，其組織是由金屬基體和片狀石墨組成，力學性能較低。但同時它又具備缺口敏感性小、減震效果好、耐磨性強的特性，以及良好的鑄造性能和切割加工性能，是其得到廣泛應用的關鍵。

2 鑄件質量檢驗

鑄造的質量檢驗主要包括外觀質量檢驗，內在質量檢驗以及鑄件質量的綜合鑒定，通過對鑄件產品的檢驗，一般將鑄件分為三類：合格品、返修品和廢品。合格品是指外觀質量和內在質量均達到有關標準和驗收要求。返修品是指外觀質量和內在質量均達不到有關標準和驗收要求，但通過對存在缺陷的鑄件進行返修，能夠達到有關標準和驗收要求。廢品是指外觀質量和內在質量均達不到有關標準和驗收要求，無法返修或返修后依然達不到有關標準和驗收要求。

2.1外觀質量檢查

鑄件外觀質量包括鑄件形狀、尺寸、表面粗糙度、重量偏差、表面缺陷、色澤、表面硬度和表面清理質量。

①鑄件尺寸檢測

鑄件尺寸檢查時是以鑄件工藝圖為依據，它包括零件尺寸、加工余量、撥摸斜度和其它工藝余量。其它工藝余量包括分型負數，反變形量，工藝補貼量。

鑄件尺寸檢測采用的公差應以GB/T6414-1999為根據，其代號為“CT”，公差等級分成16級，即CT1～CT16。根據不同的生產規模和造型方式，按照標準規定選擇相應的公差等級，再根據鑄件基本尺寸確定公差數值，判斷鑄件是否全格，采用下列公式判斷：

毛壞圖尺寸-公差數值/2≤實測尺寸≤毛壞圖尺寸+公差數值/2，對于在灰鑄鐵砂型鑄件，可按表1選取。

表1 灰鑄鐵件的尺寸公差等級（GB/T6414-1999）

鑄件檢查方法：畫線法應用最普遍，實測法用于小型簡單鑄件，儀器測量法用于特種鑄造。專用檢具及樣板檢查法用于復雜特殊鑄件。

②鑄件重量偏差檢驗

鑄件公稱重量：包括機加工余量其它工藝余量。對于一般鑄件，重量公差可以不作為驗收依據，對于大型、需要控制重量的鑄件，用戶有要求時，可作為驗收依據，鑄件重量公差標準為GB/T 11351-1989，起代號為“MT”，公差等級分成16級，即MT1～MT16。對于灰鑄鐵砂型鑄件可按表2選取相應的的公差等級。

表2 灰鑄鐵件的重量公差等級（GB/T11351-1989）

重量公差等級應與尺寸公差等級對應。根據鑄件公稱重量和公差等級選出公差數值，以此判斷鑄件重量是否合格。

③可見部位的外觀檢查

外表面的檢查常采用目視法。可檢查的缺陷有：氣孔、砂眼、飛邊、粘砂、毛刺、裂紋、澆不足、跑火、缺肉、夾砂、脹箱、縮孔、縮松、掉砂，錯箱，偏芯、變形、冷豆、飛翅、皺皮、表面粗糙等。另外，還可通過經驗，利用聽覺和嗅覺進行檢查。判定合格品的標準，生產廠家應與用戶商定。

2.2內在質量檢查

鑄件的內在質量通常包括：力學性能、化學成分、金相組織、內部缺陷及特殊性能等。

①力學性能檢驗

力學性能檢驗包括常規和非常規兩種，常規力學性能檢驗包括抗拉強度、屈服強度、伸長率、撓度和硬度等。非常規性能檢驗包括疲勞性能、斷裂韌度以及高溫性能和低溫性能等。普通鑄鐵件通常只要求室溫常規力學性能。對于灰鑄鐵來說材質是否合格，一般以抗拉強度為驗收依據，化學成分只做參考。所以，對灰鑄鐵檢驗抗拉強度是最為重要的指標。

②化學分析

化學成分的分析雖然只作為灰鑄鐵件的驗收參考，但它與鑄件的性能有直接的聯系并能產生較大的影響，對灰鑄鐵件的化學分析主要是分析碳、硅、錳、磷、硫五大元素。碳、硅、錳是調節組織的元素，磷是控制使用元素，硫是限制元素。鑄件的化學分析，通常分為爐前檢驗和成品終端檢驗。其目的就是將化學成分控制在合理的范圍內，以此達到對鑄件力學性能的掌控。

③鑄件內部缺陷檢測

鑄件內部缺陷采用無損檢測技術，主要檢測方法有射線檢測法和超聲波檢測法。射線探傷能發現鑄件內部的氣孔、裂紋、縮孔、縮松、夾雜物，確定缺陷平面投影的位置、大小和缺陷種類。超聲波探傷可發現形狀簡單，表面平整的氣孔、裂紋、夾渣、縮孔、縮松等缺陷，確定缺陷的位置和大小，但較難斷定缺陷的種類。

由于鑄件的生產時很多工序形成的，所以其缺陷產生的因素也很多，可以說從生產開始至生產結束的各個環節，都能影響到鑄件的質量，影響它的主要因素大致為如下方面（如圖1）：

圖1 砂型灰鑄鐵件影響因素分析圖

對于鑄鐵件的某一缺陷，產生的原因可能是單一因素，也可能是多元因素，應根據收集的信息加以分析，客觀評價因素的重要性，有針對性采取措施加以防范和控制。以下就常見灰鑄鐵件的缺陷以及實際生產中影響質量較大的幾種進行分析（見表3）。

通過以上分析不難看出，鑄件缺陷產生原因錯縱復雜，它們即相互關聯，又相互制約，因此一方面，我們要對鑄件缺陷進行調查，多方聽取意見，找準原因加以應對。另一方面，做好缺陷的統計工作，對鑄件缺陷的種類進行排列分析，確定鑄件缺陷的主要種類，次要種類和一般種類，抓住主要矛盾，就會取得事半功倍的效果。另外，還應利用現代通信手段，建立用戶訪問制度，及時跟蹤和查找鑄件在加工、使用中暴露的問題，及時加以解決。

質量是產品的生命線，“質量第一、用戶至上”是我們永恒的追求，中國是鑄造產量大國，但不是鑄造質量強國。在強化各方面質量管理的同時，我們要不斷學習，增強環保意識，尋求節能減排、技術創新、高質低耗的可持續發展方向，實現“綠色鑄造”夢想。

參考文獻：

[1]聶小武主編.實用鑄件缺陷分析及對策實例

[2]樊自田等編著.鑄造質量控制應用技術

[3]呂振琳等編著.鑄造工藝及應用