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可锻铸铁件常见缺陷及其原因分析与防止方法

2017-12-08 15:38阅读：

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可锻铸铁件常见缺陷及其原因分析与防止方法
一、缩松与缩孔
特征：在铸件内部、厚壁处、热节处有分散的小孔洞称为缩松；集中的孔洞称为缩孔。孔洞的表面粗糙。
原因分析：１.由于底焦下降，铁液碳含量急剧下降，使收缩增大。２.浇冒口设置不当，冒口颈截面积过小，冒口与补缩部分距离过长，使铸件补缩不足。３.浇注温度过高，产生缩松、缩孔的倾向增大。４.型砂水分过高，透气性降低，阻碍铁液充满冒口，造成补缩不足。
防止方法：１.稳定化学成分，控制ωｃ在2.3%～2.7%之间。２.一般把冒口置于铸件最后凝固的部位，冒口颈截面积应合适，冒口颈的长度一般为5～8㎜。３.要选用适宜的浇注温度。４.严格控制
型砂水分。
二、枝状缩松
特征：铸件外层呈现树枝状疏松，从铸件表面起有一根根很细的针状晶体指向中心，使结晶具有辐射状态。一般产生在冒口颈附近、热节、砂芯和铸件尖角处。
原因分析：１.一般支状疏松的原因与缩松相同，主要是补缩不足造成的。与铸件的厚度、铁液化学成分、浇注温度、加铝量和浇冒口布置有关。２.另外，由于可锻铸铁件是亚共晶白口铁，液固相线间距离较大，易形成枝晶，氢在高温时大量渗入铁液中，铁液凝固时，氢停留在表面内层，形成枝状疏松。
防止方法：１.严格控制ωＡｌ,一般在0.05%左右。２.严格控制型砂水分，提高透气性。３.对于壁厚的铸件应降低浇注温度。４.高硅量加铋孕育，以缩短凝固时间。５.合理布置浇冒口系统，使补缩良好。
三、气孔与针孔
特征：铸件表面或皮下有密集或分散气孔，孔洞表面光滑。
原因分析：１.型砂水分过多，灰分过高，粒度过细，使型砂透气性降低。２.浇注温度过低，凝固快，气泡不易逸出。３.型砂中煤粉含量过高，使其发气量大。４.砂型紧实度过高或砂芯的通气道不良。５.铁液中含气较多。６.冷铁不干净，或位置不当。
防止方法：１.控制型砂的水分，并提高型砂的透气性。２.适当提高浇注温度。３.控制合适的煤粉加入量。４.适当减少型砂和芯砂的粘结剂，对旧砂进行去灰处理。５.砂型紧实度应适宜，并加强砂芯的通气。６.烘干炉缸、前炉及铁液包。７.冷铁需经光洁处理，并合理设置。
四、裂纹
特征：铸件外部或内部有穿透或不穿透的裂纹。热裂带有暗色或黑色的氧化皮表面；冷裂是较干净的脆性裂纹。
原因分析：１.碳含量过代，收缩过大。２.铸铁厚壁处补缩不足或冷铁设置不合理。３.型砂或芯砂退让性不好。４.铁液硫含量过高，增加了热脆性。５.内浇口大而集中，个数少，使局部过热。６.铸件结构不合理，壁厚变化太突然。７.铸件开箱过早，冷却太快。８.铸件在落砂清理时，受冲击过大。
防止方法：１.控制ωｃ不应低于2.3%，并适当提高铁液出炉温度，降低浇注温度。２.合理设置浇冒口和冷铁。３.砂型不宜太紧实，加入适量木屑改善退让性。４.尽量使铁液硫含量低，或控制合适的锰硫比。５.改进铸件结构，壁厚过渡要求渐变。６.延长开箱时间。７.铸件在清理时，应避免受冲击。
五、渣眼
特征：在铸件外部或内部的孔穴中有熔渣。
原因分析：１.浇包中的渣未除净。２.铁液中熔渣太多。３.浇注时断流。４.浇注系统设置不合理，挡渣效果不好。５.浇注位置不正确。
防止方法：１.除净浇包中的残渣。２.适当提高铁液温度，可在铁液包内加入少量干砂，以利聚渣撇除。３.浇注时，注意不民流，并保持浇口杯充满。４.在横浇道上可设置集渣包，以利挡渣。５.应使铸件的重要部位放在下面或侧面。
六、多肉
特征：铸件上有形状不规则的毛刺、披缝或凸出部分。
原因分析：１.面砂强度不够，产生裂纹，致使铁液钻入。２.涂料不好。３.铸型紧实度不均匀或砂量不够。
防止方法：１.应用较细的面砂，并适当增加粘结剂和混砂时间，以提高面砂强度。２.改善涂料。３.要求型砂紧实度均匀，并有足够的吃砂量。
七、铁豆
特征：气孔中有小铁珠。
原因分析：１.型砂潮湿，内浇道离铸件最低处太高，造成铁液飞溅，形成铁豆，铁液充满后，又未能把铁豆熔化，使其与气体一块包入铸件中。２.砂芯透气性不好，发气量双大，产生的大量气体从铁液中向外跑时，使铁液翻滚，易在少芯附近的铸件表面产生铁豆。
防止方法：１.降低型砂水分或采用底部注入式浇注系统，平稳注入型腔，以减少铁液飞溅。２.适当减少芯砂中发气含量大的附加物，并加强砂芯的通气。
八、冷隔与浇不足
特征：铸件上有未完全融合的缝隙或局部缺肉，周围呈圆边。
原因分析：１.铁液浇注温度太低。２.铁液化学成分不合适。３.砂型太湿。４.浇注系统设置不合理，浇口截面太小。５.铸件部分壁太薄。６.冷铁位置不当。７.下芯时偏斜。
防止方法：１.适当提高浇注温度。２.控制合适的铁液化学成分。３.降低型砂中的水分。４.加大浇口尺寸，加快浇注速度；对长铸件可两端引入铁液。５.改进铸件结构。６.合理设置冷铁。７.砂芯安放正确。
九、铸态麻口、灰口
特征：铸态铸件断面呈麻口或灰口组织。
原因分析：１.配料熔化中，成分不合要求，碳含量过高。２.熔化中落料不均匀，或铁液混合不均匀。３.铸件壁厚相差太大，在厚壁处，产生麻口或灰口。４.开箱太晚。
防止方法：１.正确选择化学成分，合理配料，熔化过程碳硅含量控制在要求的范围内。２.装设前炉，使铁液均匀。３.对厚壁铸件，应适当增加铋的加入量或降低铁液的浇注温度。４.适当提前开箱。
十、铸件、硬脆性能不合标准
特征：力学性能不符合牌号要求尤其韧性不足，硬度过高；金相组织中有过量的渗碳体或珠光体；黑心可锻铸铁件断口往往呈白色或花心。
原因分析：１.铸件化学成分不当，硅低或硫高或锰高。２.铁液铬含量或氧、氮、氢量超过限度。３.石墨化退火规范不正确或控制不当；第一或第二阶段石墨化不完全。４.采用低温石墨化退火工艺时控制不当。５.脱碳退火温度过低或脱碳气氛控制不当。
防止方法：１.正确控制铁液化学成分和气体含量。２.正确控制石墨化退火或脱碳退火工艺。
十一、铸件变形
特征：退火后铸件形状、尺寸发生明显的改变。
原因分析：１.铸件装箱不当。２.第一阶段石墨化退火温度过高，时间过长。３.退火炉内局部温度过高。
防止方法：１.注意装箱方式，增加隔板或填料。２.适当降低第一阶段石墨化退火温度。３.改进退火炉结构和操作，使炉湿尽量均匀。４.改用低温石墨化退火工艺。
十二、铸件氧化严重
特征：铸件表面形成较厚的氧化皮。
原因分析：１.炉气氧化性强。２.退火箱密封不好。３.退火温度过高，时间过长。
防止方法：１.退火箱密封好。２.硅高时，适当降低退火温度。３.合理控制锰硫比。４.采用低温石墨化退火工艺。
十三、过烧
特征：铸件表面粗糙，边缘熔化，断口晶粗大，石墨粗大且形状差。铸件变脆，硬度增高，铸件表层出现一层含氧铁素体，有时局部熔化。
原因分析：１.第一阶段石墨化退火温度过高，时间过长。２.退火炉温度差较大，局部区域的炉温过高，大大超过工艺规定。
防止方法：１.控制第一阶段石墨化退火温度。２.改进退火炉结构和操作，使炉温均匀。３.改用低温石墨化退火工艺。
十四、回火脆性
特征：铸件呈白色断口，冲击韧度、伸长率明显降低。
原因分析：１.第二阶段石墨化退火后或低温退火后，在550～400℃范围内降温太慢、停留埋单过长。沿铁素体晶界析出碳化物或磷化物。２.铸铁磷含量较高，特别在硅含量高时，更易出现回火脆性。３.在发生回火脆性的温度范围内（400～550℃）进行热镀锌。
防止方法：１.退火后在600～650℃出炉快冷。２.适当控制铁液中磷、硅、氮含量。３.镀锌作业避开回火脆性温度区，当同岁镀锌回火脆性后，铸件可以进行返镀，消除脆性。４.已发生回火脆性的铸件可重新加热到650℃以上（650～700℃）短时间保温，然后出炉快冷，韧性即可恢复。
十五、低温脆性
特征：低温脆性转变温度升高。
原因分析：铸件成分中硅、磷含量过高。
防止方法：控制铸件中硅、磷含量。对在低温下工作并承受冲击载荷的可锻铸铁件，ωSi不宜超过1.7%，ωp不宜超过0.05%。
十六、石墨形状分布不良
特征：石墨形状分布不良，导致力学性能达不到标准牌号要求。
原因分析：１.铁液化学成分选择不当。２.孕育处理和石墨化退火工艺不当。
防止方法：１.控制化学成分在规定范围内，防止出现铸态石墨。２.孕育剂的加入量要适当，加硼的质量分数超过0.02%进会出现串状石墨。３.退火温度不宜过高，特别是第一阶段石墨化退火温度要严加控制，过高时会出现石墨形状恶化，颗粒数减少。４.采用适当的低温预处理工艺。
十七、树枝状晶间疏松
特征：铸件退火后有可见的或肉眼不能发现的微小裂纹，里面有明显氧化色泽的树枝状疏松结构，从表面指向中心。
原因分析：铸件凝固时，由于凝固补缩不足以及结构和结晶等条件，形成微小的热裂及枝晶疏松。在退火过程中，炉气沿裂纹及枝晶间隙侵入，引起疏松处严重氧化和进一步扩大。
防止方法：改善孕育处理，细化晶粒，清除枝晶组织，优化补缩条件，防止板块状白口组织和热裂产生。

资料来源：铸造论坛
bbs.zz361.com
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