1、鑄鐵件常見鑄造缺陷的防止方法鑄鐵件經常會發生各種不同的鑄造缺陷，如何防止這些缺陷發生，一直是 鑄件生產廠關注的問題。本文介紹了筆者在這方面的一些認識和實踐經驗。氣孔特征：鑄件中的氣孔是指在鑄件內部，表面或接近表面處存在的大小不等 的光滑孔洞。孔壁往往還帶有氧化色澤，因為氣體的來源和形成原因不同，氣 孔的表現形式也各不相同，有侵入性氣孔，析出性氣孔，皮下氣孔等。侵入性氣孔這種氣孔的數量較少，尺寸較大，多產生在鑄件外表面某些部位，呈梨形 或圓球形。主要是因為鑄型或砂芯產生的氣體侵入金屬液的未能逸出而造成。防止措施：1）減少發氣量：控制型砂或芯砂中發氣物質的含量，濕型砂的含水量不 能過高，造型與修模

2、時脫模劑和水用量不宜過多。砂芯要保證烘干，烘干后的 砂芯不宜存放太長時間，隔天使用的砂芯在使用前要回爐烘干，以防砂芯吸 潮，不使用受潮、生銹的冷鐵和芯撐等。2）改善型砂的透氣性，選擇合適的型空緊實度，合理安排出氣眼位置以 利排氣，確保砂芯通氣孔道暢通。3）適當提高澆注溫度，開排氣孔和排氣冒口等，以利于侵入金屬液的氣 體上浮排出。/ 12析出性氣孔這種氣孔多而分散，一般位于鑄件表面往往同批澆注的鑄件大部分都發現 有。這種氣孔主要是因為在熔煉過程中，金屬液吸收的氣體在凝固前未能全部 析出，便在鑄件中形成許多分散的小氣孔。防止措施：1）采用潔凈干燥的爐料，限制含氣量較多的爐料使用。2）確保 “三干

3、”：即出鐵槽、出鐵口、過橋要徹底烘干。3）澆包要烘干，使用前最好用鐵液燙過，包中有鐵液，一定要在鐵液表 面放覆蓋劑。4）各種添加劑 球化劑、孕育劑、覆蓋劑）一不定期要保持干燥，濕度 高的時候，要烘干后才能使用。皮下氣孔這種氣孔主要出現在鑄件的表層皮下 23mm 處，直徑為 13mm 左右而且數量較多，鑄件經熱處理或粗加工去除外皮后，就會清晰地顯露出來。防止措施；1）適當提高澆注溫度，嚴格控制各種添加劑的加入量，盡可能縮短澆注 時間。/ 122）孕育劑的加入量最好控制在 偏高容易和型腔表面的水分發生反應： 2Al 3H2O Al2O3 3H2，一般情況下孕育劑含 Al 量不宜超過 1.5%。3）

4、防止鐵液氧化，適當補加接力焦，嚴格控制進風量。4）在保證球化的前提下，盡量減少球化劑的加入量。5）澆注時在鐵液表面覆蓋冰晶石粉，防止鐵液氧化。6）盡量降低型砂水分。7）提高澆注速度。砂眼、渣孔特征：缺陷處內部或表面充塞著型 芯）砂的小孔，稱為砂眼。若缺陷形狀 呈不規則，內部是渣或夾雜物，則稱為渣孔。砂眼防止措施：1）提高型 芯）砂的強度及砂型緊實度，減少砂芯的毛刺和砂型的銳 角，防止沖砂。2）合型前要吹干凈型腔和砂芯表面的浮砂，合型后要盡快澆注。使用冷 芯砂時，盡可能分散進鐵液，避免沖刷造成砂眼。3）防止砂芯烘枯及存放時間過長。4）合理設計澆注系統，避免鐵液對型壁沖刷力太大；澆口杯表面要光 滑

5、，不能有浮砂。/ 12渣孔防止措施：1）提高鐵液過熱溫度，球鐵、蠕鐵、合金鑄鐵應該增加扒渣次數，溫度 允許的情況下，澆注前靜止一段時間，以利于熔渣上浮。2）防止鐵液氧化，嚴格控制球化劑，孕育劑的加入量 特別是隨流孕育 的量），球鐵采用隨流孕育一定要慎重。3）合理設計澆注系統，放置濾網片提高檔渣能力，澆注包上最好安置擋 渣系統，澆注時保持不斷流。4）球鐵鑄件在澆注以及鐵液在型腔內流動過程中，因為鐵液氧化，或者 鐵液所含各種元素與鑄型、砂芯材料反應產生的渣，通常稱之為 “二次渣 ”以區 別于澆注前已存在的 “一次渣 ”），這種渣形成的夾渣缺陷往往只能在斷口上發 現，成品鑄件加工面上往往要經磁粉探傷

6、才能發現。這種夾雜物主要是由氧化 物MgO、SiO2、Feo ）和硫化物 MgS 、FeS、MnS ）及其它的夾雜物組 成的。“二次渣 ”的防止措施：嚴格控制鐵液的殘余鎂量 一般質量分數控制在 0.035% 0.055% ，壁 薄宜控制在下限，壁厚可控制在上限）。降低原鐵液含硫量，有條件的要采取脫硫處理，并提高處理溫度與澆注 溫度。脫硫處理可以大幅度降低原鐵液含硫量，能有效地減少“二次渣 ”。適當提高球化劑的稀土含量，降低鎂含量，有利于降低鐵液結皮溫度， 減少“二次渣 ”。/ 12縮孔、縮松特征：在鑄件的厚斷面，熱節處或軸心等最后凝固的地方形成表面粗糙的孔洞，并且或多或少帶有樹枝狀結晶。孔洞大

7、而集中的稱為縮孔，小而分散的稱為縮松。縮孔與縮松主要是因為金屬液在冷卻凝固時所產生的液態收縮與凝固收縮遠大于固態收縮，并在鑄件最后凝固的地方得不到金屬液的補充所造成 的。防止措施：1）根據鑄件壁厚選擇恰當的化學成分，球鐵要嚴格控制鎂的殘留量，盡 可能降低澆注溫度，2）合理設計冒口和澆注系統，使鑄件得到充分補縮，必要時，在鑄件厚 斷面部位設置冷鐵或內冷鐵。3）爐前孕育不宜過量，一般情況下一次孕育劑加入量控制在0.4% 0.6% ，瞬時隨流孕育量控制在 0.05% 0.15% 。4）防止鐵液氧化，沖天爐爐渣的氧化鐵含量要低于 5%最好低于 3%），電爐鐵液不要在爐內長時間高溫保留。5）盡量提高鑄型

8、剛度。粘砂特征：在鑄件的表面粘結著一層很難清理的造型材料。粘砂分機械粘砂和 化學粘砂兩種，它們的區別是：機械粘砂是高溫金屬液滲入砂粒間的孔隙中而/ 12形成；化學粘砂是金屬氧化和造型材料形成的低熔點化合物，與鑄件牢固地粘 結在一起而形成。防止措施：1）選擇耐火度較高的砂，型砂的 SiO2 含量 質量分數）應高于 92%， 最好高于 95% 。2）對要求較高的鑄件可采用鋯砂 ZrSiO4 ）或鉻鐵礦砂 FeCr2O4 ），能 取得較好的效果。3）適當降低澆注溫度和提高澆注速度，減弱金屬液對砂型的熱力學作用 和化學作用。4）砂型緊實度要高 B 型硬度計高于 85，最好高于 90 ），而且要均勻。

9、砂芯的修補要到位，不能有局部疏松，同時要防止涂料起皮。裂紋特征：澆注好的鑄件表面有直線或彎曲的裂紋。裂紋分熱裂和冷裂兩種。 熱裂的裂口多呈曲折和不規則的形狀，其斷口表面呈淺黑色，有較深的氧化 色。冷裂的裂口較直，鑄件斷口表面有金屬光澤而且比較干凈，有時出現輕微 的氧化色。鑄件產生裂紋的主要原因是：冷卻凝固收縮時受到阻礙而產生內應力，當 內應力大于金屬材料的強度時，鑄件就開裂形成裂紋。防止措施：/ 12最好低于 0.12% ，但也不能太低 為 0.05% 0.12% 。磷高能使鑄件產生 “冷脆性”，造成冷裂，因此灰鑄鐵中 w（P最好低于 0.15% ，球鐵中 w（P最好 低于 0.08% 。2）

10、調節鑄件各部位的冷卻速度，避免鑄件局部過熱，在鑄件的厚大斷面 或熱節處放置冷鐵，內澆道適當分散，使鑄件各部位溫度趨向均勻。3）鑄件澆注好以后，開型不要過早，不要用冷水澆噴高溫鑄件，適宜的 開型時間是型內鑄件溫度低于 600 時。4）條件允許時，改變鑄件的結構，防止鑄件開裂。如設置加強筋，兩截 面交接部位由直角改成圓角，以減少應力集中。變形特征：長的鑄件比較容易產生變形，如機床床身、柴油機的缸體、缸蓋， 因為鑄件壁厚相差太多，冷卻不均，容易造成鑄件變形。還有一些鑄件是在加 工好以后，存放一段時間后出現變形。防止措施：1）對于一些容易出現變形的鑄件，除了適當增加加工余量外，還可以把 模具做成反向變

11、形 如把模具做成反向彎曲），來糾正鑄件出現的變形。2）將鑄件進行去應力退火，消除鑄件的內應力；條件許可時，可采用時 效處理。開型時間不要過早，落砂以后的鑄件不要疊放。/ 12硬度不均勻特征：鑄件表面經加工后，出現微觀的凹凸，有的局部地方還有 “發亮 ”的 硬質點，鑄件的表面硬度相差較大，達 3050HB 國外先進水平 5 10HB ），硬質點部位的硬度可能超過標準。鑄件的硬度差大容易造成工作面磨 損不均勻，導致機床加工精度差，柴油機工作噪聲大。防止措施：1）提高鐵液的過熱溫度，出爐溫度最好高于 1480 ，以利于消除生鐵 遺傳性的影響。2）防止 C、Si 含量因鐵液氧化而降低，嚴格控制孕育劑的

12、加入量及孕育 劑的粒度，并且孕育劑加入要均勻，最好用時間可以控制的震動加料裝置，確 保孕育時間占出鐵時間的 70% 以上。3）最好使用 #20 以下的廢鋼，避免使用合金鋼，廢鋼使用前最好作除銹 處理。小、輕、薄的廢鋼最好預先壓成團塊后再使用。4）對于厚薄不均的鑄件，要合理設計澆注系統，確保鑄件各部位冷卻均 勻，特別厚大部位可放置冷鐵或耐火磚。球鐵件不球化或球化不良特征：鑄件斷口呈灰黑色，力學性能明顯偏低，金相檢查可發現石墨呈片 狀，鑄件的殘余鎂量和稀土量太低，這種狀況一般是不球化。鑄件斷口仍呈銀 灰色，但有分散的灰黑點，力學性能偏低，金相檢查可發現小部分石墨呈片狀 或蠕蟲狀，鑄件的殘余鎂量和稀

13、土量比正常含量偏低，這種狀況一般為球化不 良。/ 12防止措施：在 7%9%，w（RE在 2%5%的球化劑，處理溫度不 超過 1500 時，表 1 的加入量可供參考，具體加入量應根據各廠的情況作適當 調整。2）球化處理要確保球化劑與鐵液有足夠的反應時間，一般情況下反應時 間在 80 100 秒為最好。處理好的球鐵要盡快澆注。3）盡量降低原鐵液含硫量，如使用高碳低硫焦炭，有條件的話可采用脫 硫處理，原鐵液出鐵時要避免出到出爐渣 爐渣中硫是鐵液的 34 倍）。4）嚴格控制生鐵中的反球化元素 如砷、鉛、鈦、鉍、鋁等的含量）。5）防止鐵液氧化，處理球鐵時溫度要適中，根據鐵液溫度的高低，來選 擇球化劑的

14、化學成分。6）大斷面件應適當降低稀土含量，必要時可加入少量銻中和稀土使球墨 畸變的作用。球化衰退特征：同包鐵液澆注的鑄件中，前期澆注的球化良好，后期澆注的鑄件球 化不良，或者不球化。防止措施：0.040.050.060.070.080.090.10球化10 / 12劑加入量1.31.41.51.61.71.81.911 反白口特征：鑄件斷面心部出現白口 碳化物），而在冷卻相對較快的外層部位， 組織反而正常。產生這種缺陷的主要原因是：灰鑄鐵鐵液含硫高，含錳量過 低，不符合 Mn 1.7S 0.3 的關系。另外，鐵液吸收氫氣或鐵液中的石墨核心 過少。硫、氫都容易向鑄件中心偏析，而它們又是反石墨化元素，阻礙石墨的 生長，使鑄件中心過冷到產生白口的溫度才結晶，從而使鑄件中心產生白口。 球鐵小件出現反白口的原因往往是因為熱節部位稀土和鎂偏析，含量偏高。厚 大球鐵件心部出現碳化物則往往是因為心部凝固時