铸造工艺详解
铸件缺陷种类繁多，产生缺陷的原因也十分复杂。它不仅与铸型工艺有关，而且还与铸造合金的性制、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列因素有关。因此，分析铸件缺陷产生的原因时，要从具体情况出发，根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素，进行综合分析，然后采取相应的技术措施，防止和消除缺陷。
1.铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道最远部位或铸件上部。残缺的边角圆滑光亮不粘砂。
产生原因：
• 浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注；
• 横浇道、内浇道截面积小；
• 铁水成分中碳、硅含量过低；
• 型砂中水分、煤粉含量过多，发气量大，或含泥量太高，透气性不良；
• 上砂型高度不够，铁水压力不足。
防止方法：
• 提高浇注温度、加快浇注速度，防止断续浇注；
• 加大横浇道和内浇道的截面积；
• 调整炉后配料，适当提高碳、硅含量；
• 铸型中加强排气，减少型砂中的煤粉，有机物加入量；
• 增加上砂箱高度。
2. 未浇满
铸件上部残缺，直浇道中铁水的水平面与铸件的铁水水平面相平，边部略呈圆形。
产生原因：
• 浇包中铁水量不够；
• 浇道狭小，浇注速度又过快，当铁水从浇口杯外溢时，操作者误认为铸型已经充满，停浇过早。
防止方法：
• 正确估计浇包中的铁水量；
• 对浇道狭小的铸型，适当放慢浇注速度，保证铸型充满。
3. 损伤
铸件损伤断缺。
产生原因：
• 铸件落砂过于剧烈，或在搬运过程中铸件受到冲撞而损坏；
• 滚筒清理时，铸件装料不当，铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断；
• 冒口、冒口颈截面尺寸过大；冒口颈没有做出敲断面（凹槽）或敲除浇冒口的方法不正确，使铸件本体损伤缺肉。
防止方法：
• 铸件在落砂清理和搬运时，注意避免各种形式的过度冲撞、振击，避免不合理的丢放；
• 滚筒清理时严格按工艺规程和要求进行操作；
• 修改冒口和冒口颈尺寸，做出冒口颈敲断面，正确掌握打浇冒口的方向。
4. 粘砂和表面粗糙
粘砂是一种铸件表面缺陷，表现为铸件表面粘附着难以清除的砂粒；如铸件经清除砂粒后出现凹凸不平的不光滑表面，称表面粗糙。
产生原因：
• 砂粒太粗、砂型紧实度不够；
• 型砂中水分太高，使型砂不易紧实；
• 浇注速度太快、压力过大、温度过高；
• 型砂中煤粉太少；
• 模板烘温过高，导致表面型砂干枯；或模板烘温过低，型砂粘附在模板上。
防止方法：
• 在透气性足够的情况下，使用较细原砂，并适当提高型砂紧实度；
• 保证型砂中稳定的有效煤粉含量；
• 严格控制砂水分；
• 改进浇注系统，改进浇注操作、降低浇注温度；
• 控制模板烘烤温度，一般与型砂温度相等或略高。
5. 砂眼
在铸件内部或表面充塞有型砂的孔眼。
产生原因：
• 型砂表面强度不够；
• 模样上无圆角或拔模斜度小导致钩砂、铸型损坏后没修理或没修理好就合箱；
• 砂型在浇注前放置时间过长，风干后表面强度降低；
• 铸型在合箱时或搬运过程中损坏；
• 合箱时型内浮砂未清除干净，合箱后浇口杯没盖好，碎砂掉进铸型。
防止方法：
• 提高型砂中粘士含量、及时补加新砂，提高型砂表面强度；
• 模样光洁度要高，并合理做出拔模斜度和铸造圆角。损坏的铸型要修好后再合箱；
• 缩短浇注前砂型的放置时间；
• 合箱或搬运铸型时要小心，避免损坏或掉入砂型腔砂粒；
• 合箱前清除型内浮砂，并盖好浇口。
6. 披缝和胀砂
披缝常出现在铸件分型面处，是垂直于铸件表面，且厚薄不均匀的薄片状金属突起物。胀砂是铸件内、外表面局部胀大，形成不规则的瘤状金属突起物。
产生原因：
• 紧实度不够或不匀；
• 面砂强度不够、或型砂水分过高；
• 液态金属压头过大、浇注速度太快。
防止方法：
• 提高铸型紧实度、避免局部过松；
• 调整混砂工艺、控制水分，提高型砂强度；
• 降低液态金属的压头、降低浇注速度。
7. 抬箱
铸件在分型面处有大面积的披缝，使铸型外形尺寸发生变化。抬箱过大，造成跑火——铁水自分型面外溢，严重时造成浇不足缺陷。
产生原因：
• 砂箱未紧固、压铁质量不够或去除压铁过早；
• 浇注过快，冲击力过大；
• 模板翅曲。
防止方法：
• 增加压铁重量，特铁水凝固后再去除压铁；
• 降低浇包位置，降低浇注速度；
• 修正模板。
8. 掉砂
铸件表面上出现的块状金属突起物，其外形与掉落的砂块很相似。在铸件其它部位，则往往出现砂眼或残缺。
产生原因：
• 模样上有深而小的凹槽，同于结构特征或拔模斜度小，起模时将砂型带坏或震裂；
• 紧实度不匀，铸型局部强度不足；
• 合箱、搬运铸型时，不小心使铸型局部砂块掉落。
防止方法：
• 模样拔模斜度要合适、表面光洁；
• 铸型紧实度高且均匀；
• 合箱、搬运过程中，操作小心。
9. 错型（错箱）
铸件的一部分与另一部分在分型面的接缝处错开，发生相对位移，使铸件外形与图纸不相符合。
产生原因：
• 模样制作不良，上下模没有对准或模样变形；
• 砂箱或模板定位不准确，或定位销松动；
• 挤压造型机上零件磨损，例如正压板下衬板、反压板轴承的磨损等；
• 浇注时用的套箱变形，搬运、围箱时不注意，使上下铸型发生位移。
防止方法：
• 加强模板的检查和修理；
• 经常检查砂箱、模板的定位销及销孔、并合理地安装；
• 检查挤压造型机的有关零件，及时调整，磨损大的要更换；
• 定期对套箱整形。脱箱后的铸型在搬运时要小心。在面浇注的砂型，应该做一排砂型围一排。
10. 灰口和麻点
铸件断口呈灰黑色或出现黑色小点，中心部位较多，边部较少，金相观察可见到片状石墨。
产生原因：
• 铁水化学成分不合要求，碳、硅含量过高；
• 炉前孕育的铋加入浇包内过早或过迟，或是铋量不足。
防止方法：
• 正确选择化学成分，合理配料，使铁水中碳、硅量在规定范围内；
• 增加铋的加入量并严格炉前孕育工艺。
11. 裂纹（热裂、冷裂）
铸件外部或内部有穿透或不穿透的裂纹。热裂时带有暗色或黑色的氧化表面断口外形曲折。冷裂是较干净的脆性裂纹，断口较平，具有金属光泽或轻微的氧化色泽。
产生原因：
• 铁水中碳、硅含苞欲放量过低，含硫量过高；
• 浇注温度过高；
• 冒口颈过大、过短，造成局部过热严重，或重口太小，补缩不好；
• 铸件在清理、运输过程中，受冲击过大。
防止方法：
• 控制铁水化学成分在规定的范围内；
• 降低浇注温度；
• 合理设计冒口系统；
• 铸件在清理、运输过程中避免过度冲击。
12. 气孔
气孔的孔壁光滑明亮，形状有圆形、梨形和针状，孔的尺寸有大有小，产生在铸件表面或内部。铸件内部的气孔在敲碎后或机械加工时才能被发现。
产生原因：
• 小炉料潮湿、锈蚀严重或带有油污，使铁水含气量太多、氧化严重；
• 出铁孔、出铁槽、炉衬、浇包衬未洪干；
• 浇注温度较低，使气体来不及上浮和逸出；
• 炉料中含铝量较高，易造成氢气孔；
• 砂型透气性不好、型砂水分高、含煤粉或有机物较多，使浇注时产生大量气体且不易排出。
防止方法：
• 炉料要妥善管理，表面要清洁；
• 炉缸、前炉、出铁口、出铁槽、浇包必须烘干；
• 提高浇注温度；
• 不使用铝量过高的废钢；
• 适当降低型砂的水分、控制煤粉加入量，扎通气孔等。
13. 缩松、疏松
分散、细小的缩孔，带有树枝关结晶的称缩松，比缩松更细小的称疏松。常出现在热世部位。
产生原因：
• 铁水中碳、硅含量过低，收缩大；
• 浇注速度太快、浇注温度过高，使得液态收缩大；
• 浇注系统、冒口设计不当，无法实现顺序凝固；
• 冒口太小，补缩不充分。
防止方法：
• 控制铁水的化学成分在规定范围内；
• 降低浇注速度和浇注温度；
• 改进浇冒口系统，利用顺序凝固；
• 加大冒口体积，保证充分补缩。
14. 反白口
铸件断口内部出现白口组织，边缘部分出现灰口。
产生原因：
• 碳、硅含量较高的铁水，含氢量过高；
• 炉料中带入的铬等白口形成元素过多；
• 元素偏析严重；
防止方法：
• 控制化学成分、碳、硅含量不宜过高；
• 炉衬、包衬要烘干；型砂水分不宜过高；
• 加强炉料管理，减少带入白口化元素。
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以上我们可以了解到，金属铸造工艺十分复杂，而在铸件过程中，对于元素的含量、温度及环境都必须严格控制，所以在行业检测当中，光谱仪就发挥了很好的作用了。日立光谱分析仪FOUNDRY-MASTER Xpert（以下简称：FMXP）就能提供极具成本效益的解决方案，其直观性的用户界面和大量选项功能，能有效简化分析工作，更能分析大多数金属及其合金，多种元素很低的检测限，光谱范围广，同时采用真空光学系统，更可执行高性能的分析，三边开放的独特火花台，使得FMXP成为分析各种尺寸和形状样品的理想之选。
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