鑄造工藝常見的缺陷及質量控制措施

李小亞

（ 冀中能源機械裝備集團有限公司邢臺機械廠 054000）

摘要：常見鑄造工藝復雜，影響鑄件質量，往往由于原材料的控制不嚴格，工藝程序不合理，生產操作不合理，管理系統不完善等其他原因，會令鑄件產生多種質量缺陷。如氣孔、沙眼、礦渣孔、殘余物、收縮、收縮、裂紋、不均勻硬度、球化不良等多種問題。本文主要分析了常見鑄造缺陷的原因，提出了質量控制措施。

關鍵詞：鑄造；工藝；缺陷；措施

0 引言

目前煤炭行業形勢嚴峻，同樣，從事煤炭機械制造行業的我們面臨的競爭也越來越激烈，能否生產用戶滿意的產品，關系到企業的生存和發展。我廠生產的礦車車輪，液壓支架柱窩柱帽等鑄件等作為關鍵零件，其鑄造缺陷不僅降低其承載力，還存在很大的安全隱患。我廠一直致力于這方面的研究，通過分析鑄件產生缺陷的原因，采取相應的防范措施，使鑄件缺陷得到了有效的控制。

1 氣孔

1.1 特征描述

在鑄造中，鑄件表面通常會看到一些小孔，其大小不等，這便是氣孔。由于它的產生原因不同，因此有各種各樣的表達形式。如常見的侵入性氣孔、降水氣孔和皮下氣孔等。

1.2 出現氣孔的原因分析

氣孔的出現有很多原因，如爐料不干燥或含有氧化物，雜質；澆注工具或添加劑在爐前不干燥，型砂含水太多或模具在維修時沾水太多，型芯烘干不充分或型芯通氣孔被堵塞；澆注溫度過低或倒得太快等等。

1.3 質量控制措施

針對侵入性氣孔盡快控制型砂或芯砂中發氣物質的含量，減少發氣量，而且要降低濕型砂的含水量，造型與修模時不能過多的和水，保證砂芯的干燥；析出性氣孔多而分散，一般情況下，對于同批澆注的鑄件其表面常常會發現有析出性氣孔。鑄造爐料要保證潔凈干燥，對于含氣量較多的爐料嚴禁使用，同時保證添加劑的干燥；對皮下氣孔的預防控制，包括適當提高澆注溫度，減少各種添加劑的加入劑量，盡量減少澆注時間；澆注時在鐵液表面覆蓋冰晶石粉，防止金屬液氧化。

2 砂眼、渣孔

2.1 特征描述

材料的缺陷處內部或表面往往會充塞著型（芯）砂的小孔，這就是我們所說的沙眼。如果缺陷形狀不規則，缺陷充滿夾雜物，則稱為礦渣孔。

2.2 出現砂眼、渣孔的原因分析

型砂的強度太低，或者是砂型和型芯不夠結實，當砂箱出現局部破壞時，澆注系統不合理的，內澆口方向不對，金屬液沖壞砂型，合型時型腔或澆口內散砂未清理干凈。

2.3 砂眼、渣孔的質量控制措施

砂眼的防止措施：首先，試著提高沙的強度和砂的強度，緊實度，減少砂芯的毛刺，防止砂粒的產生。其次，在浮砂的空腔和砂芯表面清理之前，要抓緊時間進行澆筑。第三，科學有效的澆注工藝設計，嚴格避免在墻上的熔融鐵產生過大的沖刷力。

渣孔的質量控制措施：科學有效的澆注工藝設計，在澆注過程充填過濾器中，試著提高濾渣的能力，增大鑄件內圓角，澆注過程不能中斷。

3 殘渣

3.1 特征分析

所謂殘渣，指的就是集中在鑄件表面上某處那些呈現出皺皮狀的缺陷。殘渣由很多的物質組成，其中主要組成物為EPS模樣殘留物，較為光亮的皺皮狀物質。

3.2 出現殘渣缺陷的原因分析

由于殘余物的主要成分是EPS模樣殘留物，所以被分解的氣體的向外釋放速率非常緩慢，因此分解和消失的過程很長。

3.2 殘渣缺陷的質量控制措施

第一、保證良好的涂層透氣性和良好的型砂透氣性；第二、適當提高澆注溫度；第三、適當提高負壓；第四、適當降低EPS物質的密度和緊實程度；第五、適當提高澆注的范圍。

4 縮孔、縮松

4.1特征分析

在鑄件較為厚實的斷面處或者是軸心處常常會由于凝固而出現一些表面粗糙的孔洞，而且這些孔洞有些會帶有樹枝狀的結晶，這些孔洞中較大而且較為密集的稱為縮孔，較小而又分散的孔洞稱為縮松

4.2 出現縮孔、縮松缺陷的原因分析

一旦金屬液遇冷凝固時，這個過程中產生的液態收縮和凝固收縮是遠遠超過于固態收縮的，而且鑄件表面最后凝固的地方往往很難得到應有的金屬液。

4.3 縮孔、縮松缺陷的質量控制措施

第一、不同的鑄件，壁厚不同，相應的化學成分不同，盡量控制好鎂的含量；第二、設計科學的澆注系統，適當降低澆注的溫度，盡量使得鑄件表面各處都能得到充分補縮；第三、避免鐵液氧化。

5 裂紋

5.1 特征描述

澆注好的鑄件表面一般都彎曲的裂紋。裂紋分熱裂和冷裂兩種。熱裂的裂口形狀不規則，端口表面的顏色往往呈現出深黑色，氧化現象較為明顯，且較為曲折。而冷裂的裂口和熱裂彎曲不同，裂口比較直，形狀較為規則，且鑄件斷口表面的氧化現象比較輕微，發出金屬光澤。

5.2 產生裂紋的原因分析

鑄件遇冷凝固收縮，在這個過程中會產生內部應力，一旦應力大于材料的屈服極限，鑄件救出出現裂紋現象。

5.3 預防裂紋的質量控制措施

第一、鐵液的化學成分必須要控制好。其中硫的含量能夠影響“熱脆性”的產生，不能過低，但是也不能太高，過高的話會影響成型效果。磷的含量是影響鑄件發生“冷脆性”的因素，進而產生冷裂缺陷；第二、控制鑄件各個部位的冷卻速度，防止局部產生過熱現象；第三、當進行完澆注以后，不能過早的開型，只有當型內鑄件的溫度低于550℃時，才能夠開型；第四、盡量改變鑄件的結構，避免發生應力集中現象。

6 硬度不均勻

6.1 硬 度不均勻現象描述

加工以后的鑄件表面，往往會出現微觀的凹凸，局部可能會出現硬質點，由于鑄件的表面硬度相差較大，因此，硬質點部位的硬度可能超過標準。

6.2 避免出現硬度不均勻的質量控制措施

第一、 提高金屬液出爐溫度；第二、澆注系統的設計要科學，保證鑄件的均勻冷卻；第三、控制好金屬液的化學成分，保證其在金屬液液中含量均勻。

7 材質不合格

7.1 化學成分含量超差原因分析

中間合金或爐料合金成分不均勻，或是成分分析誤差過大；爐料計算或配料稱量錯誤，熔煉操作失當，易氧化元素燒損過大；熔煉攪拌不均勻、易偏析元素分布不均勻

7.2 化學成分含量超差控制措施

第一、爐前分析成分不合格時可適當進行調整；第二、熔煉過程中加強攪拌并適當的靜置；第三、最終檢驗不合格時可會同設計使用部門協商處理。

8 結語

鑄造合格率和缺陷鑄造維修率是是我廠，也是全國鑄造行業的瓶頸。因此，通過分析和研究常見鑄型缺陷的原因，并提出質量控制措施以避免缺陷，提高產品質量，對提升我廠機械化水平具有重要意義。

參考文獻：

[1]楊素華.鋁合金壓鑄零件的質量缺陷及改善措施[J].模具制造.2014（11）

[2]白文玉.提高鑄件質量的三項新技術[J].機械工程師.1990（01）