1 氣孔
特征:鑄件中的氣孔是指在鑄件內(nèi)部,表面或接近表面處存在的大小不等的光滑孔洞。
1.1 侵入性氣孔
這種氣孔的數(shù)量較少,尺寸較大,多產(chǎn)生在鑄 件外表面某些部位,呈梨形或圓球形。
防止措施:(1)減少發(fā)氣量:控制型砂或芯砂中發(fā)氣物質(zhì)的含量,濕型砂的含水量不能過高,造型與修模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,以防砂芯吸潮。 (2)改善型砂的透氣性,選擇合適的型腔緊實度,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。
1.2 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(fā)現(xiàn)有。這種氣孔主要是由于在熔煉過程中,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”:即出鐵槽、出鐵口、過橋要底烘干。(3)澆包要烘干,使用前最好用鐵液燙過,一定要在鐵液表面放覆蓋劑。(4)各種添加劑一定要保持干燥,濕度高的時候,要烘干后才能使用。
1.3 皮下氣孔
這種氣孔主要出現(xiàn)在鑄件的上表層皮下2~3mm處,直徑為1~3mm左右。
防止措施:(1)適當提高澆注溫度,盡可能縮短澆注時間。(2)孕育劑的加入量最好控制在0.4%~0.6%。 (3)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。
2 砂眼、渣孔
特征:缺陷處內(nèi)部或表面充塞著型砂的小孔,稱為砂眼。若缺陷形狀呈不規(guī)則,內(nèi)部是渣或夾雜物,則稱為渣孔。
砂眼防止措施:(1)提高型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。(3)防止砂芯烘枯及存放時間過長。(4)合理設計澆注系統(tǒng),避免鐵液對型壁沖刷力太大;澆口杯表面要光滑,不能有浮砂。
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(shù),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,球鐵采用隨流孕育一定要慎重。(3)合理設計澆注系統(tǒng),放置濾網(wǎng)片提高擋渣能力。(4)球鐵鑄件在澆注以及鐵液在型腔內(nèi)流動過程中,由于鐵液氧化,鐵液所含各種元素與鑄型、砂芯材料反應產(chǎn)生的渣,通常稱之為“二次渣”。
“二次渣”的防止措施: ①嚴格控制鐵液的殘余鎂量。 ②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。③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。
3 縮孔、縮松
特征:在鑄件的厚斷面,熱節(jié)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。孔洞大而集中的稱為縮孔,小而分散的稱為縮松。
防止措施:(1)根據(jù)鑄件壁厚選擇恰當?shù)幕瘜W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(tǒng),使鑄件得到充分補縮。(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%。(4)防止鐵液氧化,沖天爐爐渣的氧化鐵含量要低于5%,電爐鐵液不要在爐內(nèi)長時間高溫保留。(5)盡量提高鑄型剛度。
4 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,區(qū)別是:機械粘砂是高溫金屬液滲入砂粒間的孔隙中而形成;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SiO 2含量應高于92%。(2)對要求較高的鑄件可采用鋯砂或鉻鐵礦砂。(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,而且要均勻。
5 裂紋
特征:澆注好的鑄件表面有直線或彎曲的裂縫。裂紋分熱裂和冷裂兩種。熱裂的裂口多呈曲折和不規(guī)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(xiàn)輕微的氧化色。 鑄件產(chǎn)生裂紋的主要原因是:冷卻凝固收縮時受到阻礙而產(chǎn)生內(nèi)應力,當內(nèi)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:(1)嚴格控制鐵液的化學成分。其中硫高能使鑄件產(chǎn)生“熱脆性”,造成熱裂,但也不能太低,硫太低要影響孕育效果 。(2)調(diào)節(jié)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(jié)處放置冷鐵,內(nèi)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。 (4)條件允許時,改變鑄件的結構,防止鑄件開裂。
6 變形
特征:長的鑄件比較容易產(chǎn)生變形,如機床床身、柴油機的缸體、缸蓋,由于鑄件壁厚相差太大,冷卻不均,容易造成鑄件變形。
防止措施:(1)對于一些容易出現(xiàn)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形,來糾正鑄件出現(xiàn)的變形。(2)將鑄件進行去應力退火,消除鑄件的內(nèi)應力。
7 硬度不均勻
特征:鑄件表面經(jīng)加工后,出現(xiàn)微觀的凹凸,有的局部地方還有“發(fā)亮”的硬質(zhì)點,鑄件的表面硬度相差較大,硬質(zhì)點部位的硬度可能超過標準。
防止措施:(1)提高鐵液的過熱溫度,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,嚴格控制孕育劑的加入量及孕育劑的粒度, 并且孕育劑加入要均勻。(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。(4)對于厚薄不均的鑄件,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。
8 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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)小部分石墨呈片狀或蠕蟲狀,鑄件的殘余鎂量和稀土量比正常含量偏低,這種狀況一般為球化不良。
防止措施:(1)根據(jù)原鐵液的含硫量以及球化劑的鎂和稀土含量來決定球化劑的加入量。(2)球化處理要確保球化劑與鐵液有足夠的反應時間。(3)盡量降低原鐵液含硫量,如使用高碳低硫焦炭。(4)嚴格控制生鐵中的反球化元素。 (5)防止鐵液氧化,處理球鐵時溫度要適中。(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。
9 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:(1)處理好的鐵液盡快澆注,鐵液表面要覆蓋保溫材料,避免鐵液表面氧化。(2)確保鐵液有足夠的殘余鎂量,厚大斷面的球鐵件可采用衰退能力較強的球化劑 。
10 石墨漂浮特征:在鑄件斷口的上表面可見到一層清晰、 密集的黑斑,金相檢查可發(fā)現(xiàn)斷面頂部石墨球聚集,聚集層下部有時有連續(xù)的或者個別的開花狀石墨。石墨漂浮嚴重削弱球鐵的力學性能,使強度、硬度、伸長率和沖擊韌度都明顯降低。
防止措施:(1)嚴格控制碳當量,這是解決石墨漂浮的根本途徑,碳當量控制在4.3%~4.7%。(2)加快鑄件的冷卻速度,在厚大部位處放置冷鐵。(3)球化劑的稀土含量不宜太高。
11 反白口
特征:鑄件斷面心部出現(xiàn)白口,而在冷卻相對較快的外層部位,組織反而正常。產(chǎn)生這種缺陷的主要原因是:灰鑄鐵鐵液含硫高,含錳量過低。硫、氫都容易向鑄件中心偏析,又是反石墨化元素,阻礙石墨的生長,使鑄件中心過冷到產(chǎn)生白口的溫度才結晶,從而使鑄件中心產(chǎn)生白口。
防止措施:(1)降低原鐵液含硫量,有條件的可采取脫硫處理。 (2)要嚴格控制鐵液中的殘余鎂量和稀土量,根據(jù)鑄件壁厚確定合適的碳當量。(3)嚴格控制原輔材料及添加劑的水分,確?!叭伞钡轿?。(4)加強爐前孕育處理或采用復合孕育劑,以增加鐵液的結晶核心。