球墨铸铁作为钢的廉价替代者，正得到大量应用。球墨铸铁导盘易出现缩孔及缩松缺陷，其集中性缩孔主要产生在冒口颈，通常称为冒口颈缩孔。其成因为：
1、碳当量。提高铁液的碳含量，有利于石墨化，但随着石墨化膨胀，缩孔缩松倾向变大。碳当量不宜过低。
2、磷含量。磷使凝固范围扩大，此外磷共晶在最后凝固时得不到补给，会使铸件外壳变弱，增大了缩孔缩松的倾向。
3、残余稀土。残余稀土量和残余镁量会增加球墨铸铁的白口倾向，使石墨膨胀减少，增大缩孔缩松的倾向。
4、铸型刚度。砂型的紧实度不够或不均匀，会增加该缺陷的几率。
5、浇注温度。浇注温度过高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利。
6、铸件壁厚。过厚铸件内部液态收缩大，当厚度变化太突然时，孤立的厚大断面得不到补缩，会增大该缺陷的倾向。
7、冒口及冷铁。若浇注的冒口和冷铁设置不当，不能保证金属液顺序凝固，会影响冒口的补缩效果。
故控制措施为：
1、化学成分。碳当量＞3.9%，磷含量＜0.08%，残留镁含量＜0.07%，采用稀土镁合金处理时，稀土氧化物残余量控制在0.02-0.04%。
2、冒口。冒口的尺寸、数量及安放位置要适当，力求做到顺序凝固，确保铸件能不断地补充金属液。
3、铸造工艺。采用冷铁布置。一提高凝固速度，使致密；二改变铸件的温度分布，利于铸件顺序凝固。
4、铸型。提高砂箱的刚度和型砂紧实度，保证铸型有足够的刚度。
5、浇注温度。一般铸件的温度应控制在1300-1350℃，厚大铸件，浇铸温度还可再低。
铸件中缩孔与缩松的防止方法 缩孔与缩松使铸件受力的有效面积减少，而且在孔洞部位易产生应力集中，使铸件力学性能下降。缩孔与缩松还使铸件的气密性、物理性能和化学性能下降。缩孔与缩松严重时，铸件不得不报废。因此，生产中要采取必要的工艺措施予以防止。 防止铸件产生缩孔的根本措施是采用定向凝固。所谓定向凝固，即使铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。按定向凝固的顺序，先凝固部位的收缩，由后凝固部位的熔融金属来补充；后凝固部位的收缩，由冒口或浇注系统的金属液来补充，使铸件各部分的收缩都能得到补充，而将缩孔转移到铸件多余部分的冒口或浇注系统中，如下图所示。 所谓冒口是指在铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔，也指该空腔中充填的金属。冒口除补缩外，有时还起排气、集渣的作用。凝固后切除多余部分便可得到无缩孔的致密铸件。 实现定向凝固的措施是在铸件可能出现缩孔的厚大部位（热节）安放冒口，或在铸件远离浇冒的部位增设冷铁等，如下图所示。
所谓冷铁是指为增加铸件局部的冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的金属物。图中所示铸件中可能产生缩孔的厚大部分不止一个，若仅靠顶部冒口，难以向底部凸台补缩，如果在该凸台的型壁上安放两个外冷铁，加快了该处的冷却速度，使厚壁凸台反而最先凝固，从而实现了由下而上的定向凝固。 定向凝固与逐层凝固是两个不同的概念。定向凝固是指铸件各部分的凝固顺序；逐层凝固是指铸件某截面上的凝固顺序。逐层凝固的合金表层先凝固，然后逐渐向铸件中心增厚，铸件中心最后凝固。冒口的补缩通道能长时间保持畅通，有利于实现铸件的定向凝固。对于纯金属、共晶成分的合金，工艺上一般都采用定向凝固的原则，来提高铸件的致密性。 相反，倾向于糊状凝固的合金，结晶的固体骨架较好地布满整个铸件的截面，使冒口的补缩通道堵塞，难以实现定向凝固。
压铸件的缩孔缩松问题解决方案 1.压铸件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩.由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时, 内部必然产生缩孔缩松问题. 所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的. 2.解决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从 系统外寻求解决的办法. 这个办法又是什么呢? 从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行.铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题. 3.补缩的两种途径 对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是 强制的补缩. 要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现“顺序凝固”的工艺措施.很多人直觉地以为,采用低
压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这 么回事.运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔 缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之 一百存在缩孔缩松缺陷的. 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的“顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的.最根本的原因 还可能是, ”顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾. 强制凝固补缩的最大特点是凝固时间短,一般只及”顺序凝固”的四分之一或更短,所以,在压铸工艺系统的基础上,增设强制的补缩工艺措施,是与压铸工艺特点相适应的,能很好解决压铸件的缩孔缩松问题. 4.强制补缩的两种程度:挤压补缩和锻压补缩 实现铸件的强制补缩可以达到有两种程度.一种是 基本的可以消除铸件缩孔缩松缺陷的程度,一种是能使毛坯 内部达到破碎晶粒或锻态组织的程度.如果要用不同的词来 表述这两种不同程度话,那么,前者我们可以用“挤压补缩” 来表达,后者,我们可以用“锻压补缩”来表达. 要充分注意的一个认识,分清的一个概念是,补缩都 是一种直接的手段,它不能间接完成.工艺上,我们可以有一个工艺参数来表达,这就是”补缩压强”.
铸件缩孔、缩松产生的原因 1、铸件结构方面的原因 由于铸件断面过厚，造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀，在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。 由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后，长期处于高温状态，降低了铸孔表面金属的凝固速度，同时，砂芯为气体或大气压提供了信道，导致了孔壁产生缩孔和绣松。 铸件的凹角圆角半径太小，使尖角处型砂传热能力降低，凹角处凝固速度下降，同时由于尖角处型砂受热作用强，发气压力大，析出的气体可向未凝固的金属液渗入，导致铸件产生气缩孔。 2、熔炼方面的原因 液体金属的含气量太高，导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出，阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩，产生缩孔或缩松。 当灰铸铁碳当量太低时，将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少，降低了石墨化膨胀的作用，使凝固收缩增加，同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力，使铸件容易产生缩孔或缩松。 当铁水含磷量或含硫量偏高时，磷是扩大凝固温度范围的元素，同时形成大量的低熔点磷共晶，凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素，硫还能降低铁水的流动性。同时，铁水氧化严重，也降低液体金属的流动性，使铸件产生缩孔或缩松。 孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时，如果孕育不良，将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体，从而使凝固收缩增加，产生缩孔或缩松。 3、工艺设计的原因 （1）浇注系统设计不合理浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时，可能会导致铸件产生缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适，不利于顺序凝固，内浇口的位置及尺寸不正确。对于灰铸铁和球墨铸铁，如果将内浇口开在铸件厚壁处，同时内浇口尺寸较厚，浇注后，内浇口则长时间处于液体状态。在铁水凝固发生石墨化膨胀的作用下，铁水会经内浇口倒流回直浇道，从而使铸件产生缩孔和缩松。 （2）冒口设计不合理冒口位置、数量、尺寸及冒口颈尺寸未能促进铸件顺序凝固，都可能导致铸件产生缩孔和缩松。如果在暗冒口顶部未放置出气冒口，或冷铁使用不当，也会导致铸件产生缩孔和缩松。 （3）型砂、芯砂方面的原因型砂（芯砂）的耐火度及高温强度太低，热变形量太大。当在金属液的静压力或石墨化膨胀力的作用下，型壁或芯壁会产生移动。使铸件实际需要的补缩量增加或在膨胀部位出现新的热节，导致铸件产生缩孔和缩松。这种现象对大中型铸件是很敏感的。另外，如果型砂中水分含量太高，将使型壁表面的干燥层厚度减少和水分凝聚区的水分增加，范围扩大，从而使型壁的移动能力增加，导致缩孔及缩松的产生。 （4）浇注方面的原因浇注温度太高，使液态金属的液态收缩量增加；太低时，又会降低冒口的补缩能力，特别是采用底注式浇注系统时更明显，铸件
液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因 影响铸件收缩的因素: 化学成分与合金类别：如铸钢的收缩最大，灰铸铁最小。 浇注温度：合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。 铸件结构和铸型工艺条件：铸件的收缩并非自由收缩，而是受阻收缩。1）铸件中各部分冷却速度不同，收缩先后不一致，相互制约产生阻力；2）铸型等对铸件收缩产生的机械阻力。 铸件在冷却和凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，往往在铸件最后凝固的地方出现孔洞。容积大而且比较集中的孔洞—缩孔；细小而且分散的孔洞—缩松。 产生原因：液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值 缩孔和缩松存在：铸件有效承载面积减小，引起应力集中，力学性能下降，还降低气密性和物理性能。 缩孔的形成：在铸件上部或最后凝固的部位； 其外形特征是：近于倒圆锥形。 缩松的形成:由于结晶温度范围较宽，树枝晶发达，流动性低、液态和凝固收缩所形成的细小、分散孔洞得不到液态金属补充而造成。 纯金属和共晶成分的合金，易形成集中缩 如何防止缩孔和缩松: 防止措施①合理选用铸造合金②按照定向凝固原则进行凝固采用各种措施保证铸件结构上各部分按照远离冒口的部分先凝固然后是靠近冒口部分最后是冒口本身的凝固③合理选择浇注系统和浇注位置④合理地应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。附缩孔补救措施焊补。挖去缺陷区金属用与基体金属相同或相容的焊条焊补缺陷区焊后修平进行焊后热处理。 举例: Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭有很强的柱状晶生长趋势,在轴线附近区域形成分散的缩松;加入0.8%B(原子分数)后,铸锭的组织得到细化,并削弱了柱状晶生长趋势,收缩缺陷分布集中以大缩孔方式存在,显微缩松的密度和尺寸均降低.添加0.1%C(原子分数)后,铸锭的组织和缩孔缩松与Ti-47Al-2Cr-2Nb比均无明显变化. 热应力：铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。为铸造残留应力 减少或消除应力的方法: 减少铸件各部位的温差，尽量形成同时凝固。 改善铸型和型芯的退让性，以减少收缩的机械阻力。 在性能满足的前提下，选择弹性模量E小和收缩系数小的合金。 消除应力方法：1）人工失效：去应力退火 2）自然失效 3）振动时效 铸件内应力的预防措施铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩。为了减小铸造内应力在铸造工艺上可采取同时凝固原则。所谓同时凝固原则就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小使各部分同时凝固。此外还可以采取去应力退火或自然时效等方法将残余应力消除。
F 铸造 oundry 热加工 热处理/锻压/铸造2011年第15期 69 铸钢件缩孔和缩松的形成与预防 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 （石嘴山753001） 王福京 缩孔和缩松从本质上来说，是因为型内的金属产生收缩而引起的，但是不同种类的金属，其形成缩孔和缩松的机理有所不同。 1.产生机理 从铸钢件角度来分析，钢液注满型腔后，由于型壁的传热作用，型内钢液形成自型壁表面至铸件壁厚中心温度逐渐升高的温度梯度。随着型壁传热作用不断地进行，型内钢液温度不断降低。当与型壁表面接触的钢液温度降至凝固温度时，铸件的表面就开始凝固，并形成一层固体状态的硬壳。如果这时浇注系统已经凝固，那么硬壳内处于液体状态的钢液就与外界隔绝。 当型内钢液温度进一步降低时，硬壳内的钢液一方面因温度降低而产生液态收缩，另一方面由于硬壳的传热作用，使与硬壳接触的钢液不断结晶凝固，从而出现凝固收缩。这两种收缩的出现，将使硬壳内钢液液面下降。 与此同时，处于固体状态的硬壳，也因温度的降低而产生固态收缩，对于铸钢件来说，由于液态收缩和凝固收缩的总和是大于固态收缩的，因此在重力作用下，硬壳内钢液液面将下降，并且与上部硬壳脱离接触。 随着型内钢液温度不断地降低和硬壳内钢液不断地凝固，硬壳越来越厚，而钢液越来越少。当铸件内最后的钢液凝固后，铸件上部的硬壳下面就会出现一个孔洞，这个孔洞即为缩孔。 虽然凝固后的铸件自高温状态冷却至室温时，还将产生固态收缩，从而使整个铸件和其内部缩孔的体积稍有减小，但并不会改变缩孔体积与铸件体积的比值。由于凝固层厚度的增加和钢液的减少是不断进行的，因而从理论上来说，缩孔的形状是漏斗状的。并且因残存的钢液凝固时不能得到补缩， 所以在产生缩孔的同时，往往也伴随着缩松的出现。用肉眼能直接观察到的缩孔为宏观缩孔，而借助于放大镜或将断面腐蚀以后才能发现的缩孔为微观缩孔。 一般情况下，宏观缩孔可以用补焊的手段来解决，而微观缩孔就无法处理了，一般都是成片出现的微小孔洞。 铸件在凝固后期，其最后凝固部分的残留钢液中，由于温度梯度小，这些残留钢液是按同时凝固的方式进行凝固的，凝固开始时，在整个钢液内出现许多细小的晶粒。随着温度降低和晶粒的长大，以及新的晶粒的产生，若早期结晶的晶粒之间留有液体，这些液体即可能被固态晶粒所包围而与液体分离或近似分离，最后凝固的部分出现许多被固态晶粒隔离而孤立的少量钢液；或者出现许多虽未被固态晶粒完全隔离，但与外界钢液的连接通道很小的钢液，由于此时钢液的粘度很大，外界钢液很难经过细小的通道给予补充，因此这些虽未被固态晶粒完全隔离的钢液也几乎处于孤立状态。当这些完全或不完全孤立的钢液进一步冷却、凝固收缩时，由于得不到钢液补充，便会在这些地方形成分散而微小的细孔即为缩松。 2.防止措施 以上分析阐述了缩孔、缩松的产生原因。只有把缩孔、缩松的产生原因弄清楚了，才能够有针对性地预防缩孔、缩松的产生，生产实践中，可以从以下几个方面采取措施。 （1）铸件结构 铸件壁厚应尽可能均匀；铸件 筋壁的连接不能太集中，应采用交叉或分散布置，以免形成太大的热节，从而引起该处型壁传热条件恶化；铸件的内角不能太小，在不影响铸件使用性能的情况下，宜采用90°以上的内角，从而改善内角
球铁冒口根部缩孔分析 球墨铸铁大多数是共晶或过共晶成分，在凝固过程中受石墨膨胀及过冷的影响促使收缩值增大所以在凝固过程中就形成了缩孔缩松缺陷的产生，在球铁件铸造中除了利用石墨化膨胀进行自补缩之外必须进行外部补缩，无冒口铸造实际上是利用浇注系统进行补缩。由于浇注系统的补缩能力往往不如冒口，因而无冒口铸造对铸型条件以及其他工艺条件的要求远远高于采用冒口补缩。由于这个缘故，冒口补缩工艺仍然是目前球铁件的主要生产工艺。然而，冒口补缩工艺在实际应用中遭遇失败的实例也甚多，致使不少铸造人员往往轻易认为某些球铁件不能采用冒口补缩工艺，只能采用无冒口工艺，实际上冒口补缩失败的原因往往是由于所采用的工艺不恰当所致。因此，对引起冒口补缩失败的原因进行分析，将有助于认识球铁的工艺特性和正确掌握球铁件的铸造工艺。根据笔者的实践，除铸型刚度、化学成分、原材料和铁水熔炼处理方面的因素之外，造成球铁件冒口补缩失败的铸型工艺因素 （１）采用明冒口，导致石墨化膨胀压力松驰，使膨胀不能用于补缩。（２）铁水先进入铸件型腔，加热型腔、温度降低后，再由铸件型腔进入冒口，因而后者温度始终低于铸件，故称为“冷冒口”；这种冒口由于其铁水先加热型腔，使型腔过热，冒口本身早于铸件凝固，不但不能起补缩作用，反而从铸件抽吸铁水，使铸件产生缩松、缩孔。不少人企图通过加大冷冒口的尺寸希望能使其冷速减慢，起到补缩作用，结果是：冷冒口越大，铸件排放的冷铁水越多，型腔铁水流过量越大，过热也就越严重，“上冷下热”温差越大，缩孔、缩松越严重。即使浇注后往冷冒口冲注热铁水，由于冲入铁水量有限，并不能扭转情况。 铁水经由冒口进入铸件，冒口温度高于铸件，故称为“热冒口”，冒口迟于铸件凝固，使轮毂部位直接得到补缩，而从轮毂流出的铁水在向周围的轮辐扩散、流入轮缘过程中，由于轮辐散热面积大，铁水温度迅速降低，
球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策 一、常见的缺陷及分析 球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策 (1) 球铁是近40年来我国发展起来的重要铸造金属材料。由于球状石墨造成的应力集中小，对基体的割裂作用也较小，故球铁的抗拉强度，塑性和韧性均高于其他铸铁。与相应组织的钢相比，塑性低于钢，疲劳强度接近一般中碳钢，屈强比可达0 7～0 8，几乎是一般碳钢的2倍，而成本比钢低，因此其应用日趋广泛。当然，球铁也不是十全十美的，它除了会产生一般的铸造缺陷外，还会产生一些特有的缺陷，如缩松、夹渣、皮下气孔、球化不良及衰退等。这些缺陷影响铸件性能，使铸件废品率增高。为了防止这些缺陷的发生，有必要对其进行分析，总结出各种影响因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的产生，提高铸件的力学性能及生产效益。本文将讨论球铁件的主要常见缺陷:缩孔、缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。 1 缩孔缩松 1.1影响因素 (1)碳当量：提高碳量，增大了石墨化膨胀，可减少缩孔缩松。此外，提高碳当量还可提高球铁的流动性，有利于补缩。生产优质铸件的经验公式为Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳当量时，不应使铸件产生石墨漂浮等其他缺陷。 (2)磷：铁液中含磷量偏高，使凝固范围扩大，同时低熔点磷共晶在最后凝固时得不到补给，以及使铸件外壳变弱，因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。一般工厂控制含磷量小于0 08%。 (3)稀土和镁：稀土残余量过高会恶化石墨形状，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素，阻碍石墨化。由此可见，残余镁量及残余稀土量会增加球铁的白口倾向，使石墨膨胀减小，故当它们的含量较高时，亦会增加缩孔、缩松倾向。 (4)壁厚：当铸件表面形成硬壳以后，内部的金属液温度越高，液态收缩就越大，则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加，其相对值也增加。另外，若壁厚变化太突然，孤立的厚断面得不到补缩，使产生缩孔缩松倾向增大。 (5)温度：浇注温度高，有利于补缩，但太高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利，所以应根据具体情况合理选择浇注温度，一般以1300～1350℃为宜。 (6)砂型的紧实度：若砂型的紧实度太低或不均匀，以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下，产生型腔扩大的现象，致使原来的金属不够补缩而导致铸件产生缩孔缩松。 (7)浇冒口及冷铁：若浇注系统、冒口和冷铁设置不当，不能保证金属液顺序凝固；另外，冒口的数量、大小以及与铸件的连接当否，将影响冒口的补缩效果。 1.2 防止措施 (1)控制铁液成分：保持较高的碳当量(>3 9%)；尽量降低磷含量(<0 08%)；降低残留镁量(<0 07%)；采用稀土镁合金来处理，稀土氧化物残余量控制在0 02%～0 04%。 (2)工艺设计要确保铸件在凝固中能从冒口不断地补充高温金属液，冒口的尺寸和数量要适当，力求做到顺序凝固。 (3)必要时采用冷铁与补贴来改变铸件的温度分布，以利于顺序凝固。 (4)浇注温度应在1300～1350℃，一包铁液的浇注时间不应超过25ｍｉｎ，以免产生球化衰退。 (5)提高砂型的紧实度，一般不低于90；撞砂均匀，含水率不宜过高，保证铸型有足够的刚度。 2 夹渣 2 .1 影响因素 (1)硅：硅的氧化物也是夹渣的主要组成部分，因此尽可能降低含硅量。 (2)硫：铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。
解决铸件缩松的方法 李德臣 (沈阳鑫浩龙铸造材料公司沈阳110021) Solutions for Casting Shrinkage Porsity Li De-chen (Shenyang Xinhaolong Foundry Materials Co,Ltd. Shenyang · 110021 · China ·) 许多铸造厂都普遍存在铸件缩松缺陷。由此产生的废品率少者15～20%，多者50～70%。这看似简单的缩松缺陷，却长期极大地影响着企业的成品率和经济效益。那么，铸件的缩松缺陷是如何产生又如何解决呢？笔者有如下拙见。 一、缩松产生的原因 铸件产生缩松的根本原因是“热不平衡”所致。 缩松的位置，产生在铸件的厚大中心部位，几何热节处，不同壁厚的交差处和人为热节处。这些地方都因热量过高最后凝固又得不到充分补缩而产生了缩松，严重时产生集中性缩孔。图１中各例分别标示了由铸件结构原因可能产生的缩松。
其次，铸造工艺设计不合理，人为地制造热节而产生缩松缺陷。 如图２中各例。不少企业，无论铸件多重、多厚、多长，都只设一个内浇口，且设在铸件最厚处。就是壁厚均匀者，内浇口设的位置与数量也不合理。这样的工艺设计，落砂时内浇口往往不打自掉，集中性缩孔也是常见的。 第三，浇注温度过高和浇注时间过长。 第四，铸型的造型材料蓄热量小，散热性差，造成铸件凝固时间过长。 第五，一箱多件，件之间距离太近。 第六，球墨铸铁的铸型紧实度低，铸型强度小和表面硬度低，砂箱刚度弱，金属液中共晶团数多，铸件在凝固膨胀时推动着型壁向外移动。 第七，化学成分设计不当，合金化不足。…… 二、解决方法 解决缩松缺陷，最根本的着眼点就是“热平衡”。其方法是： 第一，在铸件结构形成 的厚大处与热节处，实行快 速凝固，人为地造成铸件各 处温度场的基本平衡。采用
球铁冒口根部缩孔分析 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
球铁冒口根部缩孔分析 球墨铸铁大多数是共晶或过共晶成分，在凝固过程中受石墨膨胀及过冷的影响促使收缩值增大所以在凝固过程中就形成了缩孔缩松缺陷的产生，在球铁件铸造中除了利用石墨化膨胀进行自补缩之外必须进行外部补缩，无冒口铸造实际上是利用浇注系统进行补缩。由于浇注系统的补缩能力往往不如冒口，因而无冒口铸造对铸型条件以及其他工艺条件的要求远远高于采用冒口补缩。由于这个缘故，冒口补缩工艺仍然是目前球铁件的主要生产工艺。然而，冒口补缩工艺在实际应用中遭遇失败的实例也甚多，致使不少铸造人员往往轻易认为某些球铁件不能采用冒口补缩工艺，只能采用无冒口工艺，实际上冒口补缩失败的原因往往是由于所采用的工艺不恰当所致。因此，对引起冒口补缩失败的原因进行分析，将有助于认识球铁的工艺特性和正确掌握球铁件的铸造工艺。根据笔者的实践，除铸型刚度、化学成分、原材料和铁水熔炼处理方面的因素之外，造成球铁件冒口补缩失败的铸型工艺因素 （１）采用明冒口，导致石墨化膨胀压力松驰，使膨胀不能用于补缩。 （２）铁水先进入铸件型腔，加热型腔、温度降低后，再由铸件型腔进入冒口，因而后者温度始终低于铸件，故称为“冷冒口”；这种冒口由于其铁水先加热型腔，使型腔过热，冒口本身早于铸件凝固，不但不能起补缩作用，反而从铸件抽吸铁水，使铸件产生缩松、缩孔。不少人企图通过加大冷冒口的尺寸希望能使其冷速减慢，起到补缩作用，结果是：冷冒口越大，铸件排放的冷铁水越多，型腔铁水流过量越大，过热也就越严重，“上冷下热”温差越大，缩孔、缩松越严重。即使浇注后往冷冒口冲注热铁水，由于冲入铁水量有限，并不能扭转情况。 铁水经由冒口进入铸件，冒口温度高于铸件，故称为“热冒口”，冒口迟于铸件凝固，使轮毂部位直接得到补缩，而从轮毂流出的铁水在向周围
铸件缺陷分析 1 多肉类铸件缺陷 多肉类缺陷主要有飞翅(飞边,披峰),毛刺,抬型(抬箱)等. 飞翅与毛刺区别:飞翅主要产生的分型面等活动块结合处,通常垂直于铸件表面.又称飞边或披峰.毛刺指铸件表面形状不规则刺状突起.常出现在型,芯开裂处. 飞翅与毛刺的形成原因:飞翅形成主要是压射前机器的锁模力调整不佳导致分型面等活动块的配合不严;模具及滑块损坏,闭锁组件失效.毛刺形成主要是紧实度不均匀,浇注温度过高等致使开裂产生. 飞翅与毛刺的防止方法:飞翅是检查合模力或增压情况,调整压射增压机构,使压射增压峰值降低;检查模具滑块损坏程度并修整.毛刺的防止方法是浇注温度不宜过高,加大起模斜度等. 飞翅与毛刺的补救措施:轻微的用滚筒或喷丸清理,较厚的用铲,磨,冲切等方法去除. 抬型与飞翅区别:抬型是铸件在分型面部位高度增大,并伴有厚大飞翅;单纯飞翅厚度较薄,铸件分型面部位高度不增加. 2 孔洞类铸件缺陷 孔洞类缺陷主要有:气孔,针孔,缩孔,缩松和疏松. 针孔属于气孔的一种.气孔主要是指出现在铸件内部或表层,截面呈圆形,椭圆形,腰圆形,梨形或针头状,孤立存在或成群分布的孔洞.
气孔形成原因:炉料潮湿,锈蚀,油污,气候潮湿;浇注系统不合理;压室充满度不够;排气不畅;模具型腔位置太深;涂料成分不当或过多;金属液除渣不良等. 气孔的防止方法:坩锅等要充分预热和烘干;直浇道的喷嘴截面 积应尽可能比内浇口截面积大;提高压室充满度;深腔处开设排 气塞;重熔料的加入比例要适当;加强除渣,除气;充型速度不宜 过高,浇注位置与浇注系统的设置应保证金属液平稳在充满型腔;适当提高浇注温度和铸型温度,合理设置排气塞和溢流槽等. 气孔的补救措施:超出验收标准时报废;单独大气孔焊补;成群小气孔可用浸渗处理方法填补,质量要求高的可采用热等静压处理法消除气孔. 缩松属于缩孔的一种,指细小的分散缩孔. 缩孔与气孔及缩松,疏松的区别:缩孔形状不规则,表面粗糙,产 生在铸件热节和最后凝固部位,常伴有粗大树枝晶;气孔形状规则,表面光滑,分布在铸件表面或遍布整个铸件或某个局部,断口不呈海绵状;缩松与疏松断口呈海绵状,常产生在铸件厚大部位,不遍布整个铸件,缩松与疏松无严格分界,只是程度差别. 缩孔,缩松,疏松产生的原因:凝固时间过长;浇注温度不当,过高易产生缩孔,过低易产生缩松和疏松;凝固温度间隔过宽,易产生缩松和疏松;合金杂质过多;浇注系统设置不当;铸件结构不合理,壁厚变化突然;内浇道问题;合金杂质过多;模温问题. 缩孔,缩松,疏松的防止方法:改进铸型工艺设计;改进铸件结构
有的方向上，单元的相邻边之比不能超过4∶1。 ②在弯曲裂纹前缘上，单元的大小取决于局部曲率的数值。例如，沿圆环状弯曲裂纹前缘，在15°～30°的角度内至少有一个单元。 ③所有单元的边（包括在裂纹前缘上的）都应该是直线。 参考文献 [1]薛河，刘金依，徐尚龙，等.ANSYS中断裂参量的计算及分析[J].重 型机械，2002（2）:47-49. [2]龚曙光.ANSYS在应力分析设计中的应用[J].化工装备技术 2002,23（1）：29-33. [3]东方人华，祝磊，马赢.ANSYS7.0入门与提高[M].北京：清华大学 出版社，2004. 1概述 对于球铁齿轮这样的铸件，结构严重不均匀，存在轮缘与轮幅交接部位，该部位是较厚大热节，利用传统的过热冒口工艺，往往在该部位产生缩孔缩松，而且缩孔缩松部位较深，往往在齿的根部，导致铸件报废，废品率较高，况且该工艺使用较大的过热冒口，工艺出品率较低，因此，非常有必要对其进行工艺改进。图1所示的齿轮，直径为1500mm，重量约3500kg，是压缩机用飞轮，有灰铁和球铁两种材质，对于灰铁件，由于呈逐层凝固方式，收缩倾向较小，采用传统的过热冒口工艺一般不会产生缩孔缩松；但对于球铁件而言，由于呈糊状凝固，收缩倾向大，很容易在冒口颈处和几何热节部位产生缩孔缩松，因此，着重研究球铁件。 2传统的过热冒口工艺及存在的问题 图2所示的传统的过热冒口工艺，出现缩孔缩松部位是铸件本身的几何热节和冒口径部位，由于铸件本身的几何热节在同样凝固条件下，将晚于其他部位凝固，且该部位散热条件较差，在凝固过程中发生的液态收缩和凝固收缩因没有铁液充分补缩而产生了缩孔。尽管冒口颈的引入不在热节部位，但过热冒口颈的引入使得本来不是热节的部位形成了新的接触热节。由于是过热冒口，必须让冒口对铸件进行充分补缩，冒口要晚于铸件凝固，冒口颈不能过早封闭，况且铁液在充满整个型腔过程中过热时间长，该部位散热条件差，凝固时间增加，收缩时间也增加，均衡点后移，不利于胀缩的早期叠加，使得现行的冒口不能进行有效的补缩，这样在冒口颈所形成的接触热节处留下了缩孔。这种过热冒口往往体积过大,浇注时必须对其进行补浇冒口,否则,还极易产生冒口颈本身缩孔缺陷.故而铁液利用率较低,工艺 图2传统的过热冒口工艺 图1灰铁和球铁齿轮 基准轴1 基准轴1 球铁齿轮的均衡凝固工艺设计 Technology Design for Equilibrium Solidification of Ductile Iron Gear 曹思盛（山东潍坊生建集团铸造厂，山东省潍坊市261011） 摘要：利用均衡凝固理论，将球铁齿轮铸件传统的过热冒口改为顶注雨淋式浇注系统，辅以冷铁激冷、提高铸型刚性等措施，解决了缩孔缩松缺陷，实现了小冒口铸造，提高了工艺出品率，取得了良好的效果。 关键词：球墨铸铁，齿轮，均衡凝固，浇注系统 中图分类号：TG244;文献标识码：A；文章编号：1006－9658（2009）01－1 收稿日期：2008－08－28 文章编号：2008－115 作者简介：曹思盛（1969-），男，高级工程师，主要从事铸造工艺设计 及质量管理工作 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!计算机应用COMPUTER APPLICATION 43 中国铸造装备与技术1／2009 CFMT
球墨铸铁的凝固特性和铸件冒口的设置 中国铸造协会李传栻 一般说来，球墨铸铁件产生缩孔、缩松的倾向比灰铸铁件大得多，防止收缩缺陷往往是工艺设计中十分棘手的问题。在这方面，从实际生产中总结出来的经验很不一致，各有自己的见解：有人认为应该遵循顺序凝固的原则，在最后凝固的部位放置大冒口，以补充铸件在凝固过程中产生的体积收缩；有人认为球墨铸铁件只需要采用小冒口，有时不用冒口也能生产出健全的铸件。 要在确保铸件质量的条件下最大限度地提高工艺出品率，仅仅依靠控制铸铁的化学成分是不够的，必须在了解球墨铸铁凝固特性的基础上，切实控制铸铁熔炼、球化处理、孕育处理和浇注作业的全过程，而且要有效地控制铸型的刚度。 一、球墨铸铁的凝固特性 实际生产中采用的球墨铸铁，大多数都接近共晶成分。厚壁铸件采用亚共晶成分，薄壁铸件采用过共晶成分，但偏离共晶成分都不远。 共晶成分、过共晶成分的球墨铸铁，共晶凝固时都是先自液相中析出小石墨球。即使是亚共晶成分的球墨铸铁，由于球化处理和孕育处理后铁液的过冷度增大，也会在远高于平衡共晶转变温度的温度下先析出小石墨球。第一批小石墨球在1300℃甚至更高的温度下就已形成。 在此后的凝固过程中，随着温度的降低，首批小石墨球有的长大，有的再次溶入铁液，同时也会有新的石墨球析出。石墨球的析出和长大是在一个很宽的温度范围内进行的。 石墨球长大时，其周围的铁液中碳含量降低，就会在石墨球的周围形成包围石墨球的奥氏体外壳。奥氏体外壳形成的时间与铸件在铸型中的冷却速率有关：冷却速率高，铁液中的碳来不及扩散均匀，形成奥氏体外壳就较早；冷却速率低，有利于铁液中的碳扩散均匀，奥氏体外壳的形成就较晚。 奥氏体外壳形成以前，石墨球直接与碳含量高的铁液直接接触，铁液中的碳易于向石墨球扩散，使石墨球长大。奥氏体外壳形成后，铁液中的碳向石墨球的扩散受阻，石墨球的长大速度急剧下降。由于自铁液中析出石墨时释放的结晶潜热多，约3600 J/g，自铁液中析出奥氏体时释放的结晶潜热少，约200 J/g，在石墨球周围形成奥氏体外壳、石墨球的长大受阻，就会使结晶潜热的释放显著减缓。在这种条件下，共晶凝固的进行要靠进一步降低温度以产生新的晶核。因此，球墨铸铁的共晶转变要在颇大的温度范围内完成，其凝固的温度范围是灰铸铁的二倍或更多一些，具有典型的糊状凝固特性。 简略说来，球墨铸铁的凝固特性主要有以下几方面。 1、凝固温度范围宽 从铁－碳合金的平衡图看来，在共晶成分附近，凝固的温度范围并不宽。实际上，铁液经球化处理和孕育处理后，其凝固过程偏离平衡条件很远，在共晶转变温度（1150℃）以上150℃左右，即开始析出石墨球，共晶转变终了的温度又可能比平衡共晶转变温度低50℃左右。 凝固温度范围这样宽的合金，以糊状凝固方式凝固，很难使铸件实现顺序凝固。因此，按铸钢件的冒口设计原则，使铸件实现顺序凝固，在最后凝固的热节部位设置大冒口的工艺方案不是很合适的。 由于在很高的温度下即有石墨球析出，并发生共晶转变，液－固两相共存的时间很长，铁液凝固过程中同时发生液态收缩和凝固收缩。因此，要像铸钢件那样，通过浇注系统和冒口比较充分地补充液态收缩也是不太可能的。
第四节防止缩孔缩松的途径 一、缩孔和缩松的相互转化 对于一定成分的合金，浇注温度一定时合金的收缩体积满足以下关系：总收缩体积＝液态收缩体积＋凝固收缩体积＝缩孔体积＋缩松体积＝常数。 但是，缩孔和缩松体积可以相互转化，造成转化的根本原因是凝固方式的改变：即体积凝固还是逐层凝固。表8－2给出了影响缩孔和缩松体积相互转化的因素。 表8－2 缩孔、缩松互相转换的影响因素 二、防止缩孔和缩松的途径 防止铸件中产生缩孔和缩松的基本原则是针对该合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺，使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能地使缩松转化为缩孔，并使缩孔出现在铸件最后凝固的地方。这样，在铸件最后凝固的地方安臵一定尺寸的冒口，使缩孔集中于冒口中，或者把浇口开在最后凝固
的地方直接补缩，即可获得健全的铸件。 使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，主要是通过控制铸件的凝固方向使之符合“顺序凝固原则”或“同时凝固原则”。 1、顺序凝固(progressive solidification) 铸件的顺序凝固原则，是采用各种措施保证铸件结构上各部分，按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口部分，最后才是冒口本身凝固的次序进行，亦即在铸件上远离冒口或浇口的部分到冒口或浇口之间建立一个递增的温度梯度，如图8-8所示。铸件按照顺序凝固原则进行凝固，能保证缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。 逐层凝固是指铸件某一断面上，先在铸件表面形成硬壳，然后它逐渐向铸件中心长厚，铸件中心最后凝固。因此，顺序凝固和逐层凝固是两个不同的概念。 铸件的结构，以及由铸造条件所形成的温度场，是决定铸件凝固方向的主要因素，可用下例说明。
压铸件及其它铸造件存在缩孔缩松问题是一个普遍的现象，有没有彻底解决这个问题的方法？答案应该是有的，但它会是什么呢？ 1、压铸件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个，那就是由于金属熔体充型后，由液相转变成固相时必然存在的相变收缩。由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却，当铸件壁厚较大时，内部必然产生缩孔缩松问题。 所以，就压铸件来说，特别是就厚大的压铸件来说，存在缩孔缩松问题是必然的，是不可以解决的。 2、解决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题，不能从压铸工艺本身得到彻底解决，要彻底解决这个问题，只能超越该工艺，或者说是从系统外寻求解决的办法。 这个办法又是什么呢？ 从工艺原理上说，解决铸件缩孔缩松缺陷，只能按照通过补缩的工艺思想进行。铸件凝固过程的相变收缩，是一种自然的物理的现象，我们不能逆这种自然现象的规律，而只能遵循它的规律，解决这个问题。 3、补缩的两种途径 对铸件的补缩，有两种途径，一是自然的补缩，一是强制的补缩。
要实现自然的补缩，我们的铸造工艺系统中，就要有能实现“顺序凝固”的工艺措施。很多人直觉地以为，采用低压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷，但事实并不是这么回事。运用低压铸造工艺，并不等于就能解决铸件的缩孔缩松缺陷，如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施，那么，这种低压铸造手段生产出来的毛坯，也是可能百分之一百存在缩孔缩松缺陷的。 由于压铸工艺本身的特点，要设立自然的”顺序凝固”的工艺措施是比较困难的，也是比较复杂的。最根本的原因还可能是，”顺序凝固”的工艺措施，总要求铸件有比较长的凝固时间，这一点，与压铸工艺本身有点矛盾。 强制凝固补缩的最大特点是凝固时间短，一般只及”顺序凝固”的四分之一或更短，所以，在压铸工艺系统的基础上，增设强制的补缩工艺措施，是与压铸工艺特点相适应的，能很好解决压铸件的缩孔缩松问题。 4、强制补缩的两种程度:挤压补缩和锻压补缩 实现铸件的强制补缩可以达到有两种程度。一种是基本的可以消除铸件缩孔缩松缺陷的程度，一种是能使毛坯内部达到破碎晶粒或锻态组织的程度。如果要用不同的词来表述这两种不同程度话，那么，前者我们可以用”挤压补缩”来表达，后者，我们可以用”锻压补缩”来表达。 要充分注意的一个认识，分清的一个概念是，补缩都是一种直接的手段，它不能间接完成。工艺上，我们可以有一个工艺参数来表达，这就是”补缩压强”。
球墨铸铁缩孔、缩松问题探讨（3.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论） 3.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论 本文开头就提到，目前球铁件缩孔、缩松研究的焦点问题是：如何正确认识石墨化膨胀？如何利用石墨化膨胀进行补缩？以及如何处理外部补缩和自补缩的关系？对这几个焦点问题，近年来在国内流行的“均衡凝固技术”[28] 提出了一些看法，引起了各种不同的评论。可能是由于实践经历和看问题角度的差别，笔者的认识和看法可能与之有所不同，谨在这里对其中几个基本问题进行讨论，希望通过不同观点的交流有助于加深对球铁缩孔、缩松问题的认识，特别希望有助于正确认识和利用石墨化膨胀进行补缩。 3.1 球铁件是否可能实现“均衡凝固”？有利还是有弊？ 3.1.1收缩－膨胀叠加图存在的问题 均衡凝固技术[28]给“均衡凝固”所作的定义是：“铸铁铁水冷却时要产生体积收缩，凝固时析出石墨产生体积膨胀。均衡凝固就是利用膨胀和收缩动态叠加的自补缩和浇冒口系统的外部补缩，采用工艺措施，使单位时间的收缩与膨胀、收缩与补缩按比例进行的一种工艺原则” [28] 。因此均衡凝固也称为“Proportional solidification”，即“按比例凝固”。提出这种工艺原则的根据，也就是“均衡凝固技术”的基础，是收缩－膨胀叠加图(图31)，该技术的一系列论断均以此图为依据。但此图并非实验测试所得,与实际情况并不相符: 该理论认为一切铸铁件凝固过程的体积变化都可以用收缩曲线ABC与膨胀曲线ADC的叠加的结果（图31中曲线A/BD/C ）表示，都是先收缩后膨胀。图中A 点是充型开始，C 点是凝固终点，P点表示收缩与膨胀均等，称为“均衡点”，表示铸件只在P点之前需要外部补缩，P点之后不再需要补缩。他们还认为薄小件是“集中收缩、骤然膨胀”，均衡点P后移；厚大件是“收缩分散，石墨化膨胀相对提前”，均衡点前移。然而实际测量结果恰恰相反：上文图1是C E Bates 等人采用φ 12.7×7.01 mm的薄小试样测试的结果，冷却过程的体积变化（亦即缩－胀叠加结果，）是先胀后缩→缩了又胀→胀了又缩[1] ，与图2的厚大件相比，均衡点不但没有后移，反而是膨胀提前（均衡点前移）。图2是B P Winter 等人用φ91×229mm试样测试的结果[2]，试样属厚大件，且用干型浇注，刚度高，冷速慢，按他们的说法，应该有利于均衡点前移[28]，而实际结果是“持续
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/435732819.html, 圆筒型球铁件铸造工艺的改进 作者：张桂忠刘海洋 来源：《科技风》2016年第16期 摘要：当前科学技术等发展十分迅速，球铁件的铸造是铸造技术中研究探讨的重要问题 之一，也是铸造业领域相关工作人员长期以来一直研究的重要课题，不仅有常见的具有权威性的资料工具，还有系统性的介绍和相关报道等。圆筒型球铁件的铸造要求具有较高的合格率，因此需要对其铸造工艺进行分析与研究。 关键词：圆筒型球铁件；铸造工艺 以往的铸件生产建设是以经验为基础，结合相关的铸造工艺，先进行试浇铸，明确浇铸中是否存在不足，如果存在不足需要进一步优化工艺方案，直到铸件达到合格标准。传统的圆筒型球铁件设计是以顺序凝固原则为依据，通过阶梯式的侥注系统进行立浇，但是这种浇铸通常会出现冒口与铸件连接位置存在着比较严重的缩孔问题，虽然后来改进了冒口的使用，但是也有很大的浪费。 一、圆筒型球铁件原有工艺中的不足 原有的立浇工艺方法主要讲大冒口设置在铸件的顶部，从下到上进行顺序凝固，这种方法之所以会出现冒口根部的缩孔问题，主要是冒口体和铸件的直接接触过程中，其中产生的热节要比铸件原有的热节大很多，使得冒口承担着更大的补缩负担。[ 1 ]而且对冒口根部进行高温铁水浇注，与冒口补缩铸件之间形成了流通，导致冒口颈部的铁水问题增高，铸件和冒口颈部接触的铁水不会在极短时间中凝固，结果就会造成缩孔缺陷。 二、设计浇注系统 （一）浇注系统型的决定方法 浇注系统有压力和逆向阻流两种方式，在内浇道设置压力式的阻流截面，浇注系统的比例为4：8：3。直浇道窝和横浇道间设置逆向阻流式，其系统比例一般为3：1：3：2。[ 2 ] 内浇道分为阶梯式、顶注式以及底注式等之分，一般情况下，使用压力型的底注式能够获得好的效果。浇注系统是有一定的要求标准的。铁液在流动时需要保证其足够的流畅以及平稳，不会出现紊流的情况。而且铁液流动过程中不会进入到大量的空气等，因此铸型中的气体和铸型产生的气体都能够顺利的排出去。同时能够将熔渣等杂物进行有效的收集，不会对铸型的各部位造成严重的冲击，能够在较短的时间内将型腔充满，而且铸件和冒口的温度是比较适当的。由于浇注的工艺水平是存在一定差异的，但是这种方法也能够使型腔被充满。对于铸件散落的一些砂杂质也能够及时清理，实现回收利用，促进铸造工艺质量水平的提升。
9600kw6轴电力机车牵引电机球铁端盖铸造工艺研究 摘要：用传统铸造工艺生产电机端盖球铁件，其方案为铸件厚大部位朝上，并在其上设施顶缩颈冒口，底注式浇注工艺。实践表明用这种工艺，铸件厚大部位易产生缩孔、缩松。通过对缩松、缩孔产生机理分析，将铸件最厚部位朝下，设置顶注式浇注系统，用浇注系统当冒口来补缩铸件的早期液态收缩。凝固中后期利用石墨化膨胀，抵消液态收缩，实现了无冒口铸造，获得致密无缺陷铸件。端盖球铁件无冒口铸造的条件为，铸件最大模数必须大于2.28cm ，这样石墨化膨胀充分，可弥补铸件凝固期间的液态收缩。 关键词： 电机端盖 球墨铸铁 无冒口铸造工艺 9600Kw6轴电力机车是株洲电力机车有限公司自主研发的新一代大功率交流传动牵引电力机车。牵引电机是整个电力机车的心脏，它的质量优劣关系到是整个机车的运行安全。端盖是牵引电机上的一个重要球铁铸件， 该铸件要承受着电机传动载荷，同时还要求具有减振功效，力学性能要求零下40度的冲击值达12 J ，同时，检查要求极高，不但要做表面磁粉，而且要拍X 光片，不允许有任何缺陷，铸件出现缺陷，不得焊补，只得做报废处理。笔者 在端盖球墨铸铁件的铸造工艺设计上做了深入研究，探讨了端盖球铁铸件产生缩孔、缩松的机理，运用均衡凝固理论，实现了球铁铸件无冒口铸造，批量生产的端盖球铁件，经X 光片检查，件件致密，均未发现缩孔、缩松缺陷。 1、铸件结构与技术条件 端盖铸件，其结构尺寸见图1。材质为QT400-18L ，毛坯重81kg 。其化学性能、力学性能标准见表1和表2。此铸件为端盖类铸件常见结构，该零件轴承室部位承受重载荷，内部质量要求高，射线探伤为１级。局部尺寸如图2 ，铸件平均壁厚为12mm ，经计算，铸件最大模数为M=1.81cm 。 、 传统铸造工艺方案 2.1 工艺设计及结果 采用传统的球墨铸铁铸造工艺设计，即厚大部位朝上，便于设置顶缩颈冒口和集渣；整个铸件均放在上箱，避免了吊芯，方便了造型操作；底注式浇注系统，便于铁水平稳上升和型腔中气体的排出，端盖铸造工艺设计方案见图2所示。 表1 球铁化学成分% 图1 端盖铸件结构
解决压铸件及其它铸造件缩孔缩松问题的终极方法压铸件存在缩孔缩松问题是一个普遍的现象,有没有彻底解决这个问题的方法?答案应该是有的,但它会是什么呢? 1.件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩.由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时,内部必然产生缩孔缩松问题.所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的. 2.决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从系统外寻求解决的办法.这个办法又是什么呢?从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行.铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题. 3.缩的两种途径 对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是强制的补缩. 要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现”顺序凝固”的工艺措施.很多人直觉地以为,采用低压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这么回事.运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之一百存在缩孔缩松缺陷的. 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的”顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的.最根本的原因还可能是,”顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾.