3.2.2 缩孔、缩松的形成及防止方法

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。

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。

缩孔和缩松及其控制方法缩孔和缩松是在材料加工和制造过程中常见的问题，对于产品的质量和性能有着重要影响。

本文将分别介绍缩孔和缩松的概念、原因以及控制方法。

一、缩孔缩孔指的是材料加工或制造过程中产生的孔洞或空隙，一般是由于材料内部气体无法完全排除或者材料收缩不均匀而引起的。

缩孔问题会导致产品的力学性能下降、密封性能降低以及外观质量不佳等问题。

造成缩孔的原因有多种，主要包括以下几个方面：1. 材料本身的问题：一些材料由于其特殊的化学成分或物理性质，容易产生气泡或者孔洞。

这些材料在加工或制造过程中容易出现缩孔问题。

2. 加工工艺的问题：加工过程中，如果温度、压力或者速度等参数控制不当，都有可能导致缩孔问题的发生。

例如，如果温度过高或者加热速度过快，就容易在材料内部产生气泡或者孔洞。

3. 设备的问题：加工设备的性能和状态也会影响材料的缩孔情况。

如果设备的密封性不好或者加工条件不能满足要求，就有可能导致缩孔问题。

针对缩孔问题的控制方法主要包括以下几个方面：1. 材料选择：选择合适的材料对于缩孔问题的控制非常重要。

一些具有较低缩孔倾向的材料可以有效地减少缩孔问题的发生。

2. 加工工艺优化：通过合理调整加工工艺参数，如温度、压力、速度等，可以减少缩孔问题的发生。

例如，采用适当的加热温度和加热时间可以降低材料内部气泡的产生。

3. 设备改进：改进加工设备的密封性能和控制能力，能够有效地减少缩孔问题。

定期检查和维护设备，确保其处于良好的工作状态也是很重要的。

二、缩松缩松是指在材料加工或制造过程中，由于材料的收缩不均匀而导致的形状尺寸偏差。

缩松问题会导致产品的尺寸不准确，甚至无法满足设计要求。

造成缩松的原因主要包括以下几个方面：1. 材料本身的问题：一些材料由于其特殊的物理性质，在加工或制造过程中容易出现收缩不均匀的情况，从而导致缩松问题的发生。

2. 加工工艺的问题：加工过程中，如果温度、压力或者速度等参数控制不当，都有可能导致材料收缩不均匀，出现缩松问题。

缩孔的防止措施1. 背景介绍在工程领域中，缩孔是一种常见的问题，指的是混凝土浇筑过程中未能填满模板或者未完全充实的空洞或空隙。

缩孔可能会导致混凝土结构的强度和稳定性受到影响，从而影响到工程的质量和安全性。

为了防止缩孔问题的发生，在混凝土浇筑过程中需要采取一些防止措施。

2. 防止缩孔的措施以下是防止缩孔问题发生的几种常用措施：2.1 混凝土配合比设计混凝土配合比设计是防止缩孔的关键因素之一。

合理的配合比设计可以确保混凝土的流动性和可塑性，从而减少浇筑过程中的空隙和空洞。

在设计配合比时，需要考虑到使用的材料种类和质量、水胶比、粉料含量以及外加剂的使用等因素。

2.2 浇筑技术控制控制好混凝土的浇筑技术也是防止缩孔的重要措施之一。

以下是几个浇筑技术控制的要点：•振捣方式和时间：使用适当的振捣方式和时间可以帮助混凝土充实模板中的空隙和空洞。

振捣应该均匀地分布在整个浇筑区域，并且持续时间应该足够长，确保混凝土能够流动并充分充实。

•浇注方式：采用合适的浇注方式可以有效地减少缩孔的发生。

例如，在梁柱节点处可以采用低压喷射的方式进行浇注，将混凝土均匀地注入模板中，避免产生空洞。

2.3 加大修补措施如果在施工过程中发现缩孔问题，需要及时采取修补措施，以确保施工质量。

以下是一些常用的修补措施：•补丁修复：针对小面积的缩孔，可以使用混凝土补丁进行修复。

补丁的混凝土需要与原混凝土具有相同的成分和性能。

•重新浇筑：对于大面积的缩孔，需要重新浇筑混凝土。

在重新浇筑之前，需要清理和处理好原混凝土表面，确保新旧混凝土之间能够良好的结合。

重新浇筑时需要遵循之前提到的浇筑技术控制措施。

3. 缩孔的影响如果缩孔问题得不到有效的控制和修复，可能会带来以下几个方面的不良影响：•结构强度丧失：缩孔可能导致混凝土结构的强度丧失，从而影响到整个工程的安全性和稳定性。

•结构变形：缩孔也可能导致混凝土结构的变形增大，使得结构整体的稳定性下降。

•耐久性下降：缩孔会导致混凝土中的空隙增多，从而影响到混凝土的耐久性。

分析铸造缩松缺陷形成原因及对策铸造缩孔缺陷是在铸造过程中常见的一种问题，它会给制造业带来很多麻烦和损失。

本文将分析铸造缩孔缺陷的形成原因，并提出相应的对策，以期为相关行业提供帮助和指导。

一、铸造缩孔缺陷的形成原因分析1.1 完全凝固不均匀在铸造过程中，铸件凝固是逐渐进行的，如果凝固速度不均匀，就会导致缩孔缺陷的形成。

常见的原因包括铸件的凝固时间过短、冷却速度不均匀、局部温度过高等。

1.2 金属液收缩过大铸造过程中，金属液在凝固过程中会收缩，如果收缩过大，就容易形成缩孔。

这主要是由于铸件材料的物理性质不合理，或者是铸型的设计不合理所导致的。

1.3 铸造材料含有气体铸造材料中含有气体会在凝固过程中释放出来，如果释放过快，就会形成孔洞。

常见的原因是铸造材料中含有气体的含量过高，或者是在铸造过程中没有采取有效的排气措施。

1.4 基材与液态金属的相容性差如果铸件的基材与液态金属的相容性差，就容易在凝固过程中产生裂纹和缩孔。

一般来说，基材与液态金属的相容性差会导致界面张力增大，从而影响凝固过程。

二、对策提出2.1 优化铸造工艺参数通过优化铸造工艺参数，可以降低缩孔缺陷的发生概率。

具体来说，可以调整金属液的浇注温度和速度，控制铸件的凝固时间，改进冷却系统等措施。

2.2 优化铸造材料选择合适的铸造材料也是减少缩孔缺陷的关键。

应选择具有较低的收缩率和较好的流动性的材料，以确保凝固过程中的收缩程度可控。

2.3 采取有效的排气措施在铸造过程中，采取有效的排气措施可以减少气体对铸件凝固过程的干扰，从而降低缩孔缺陷的风险。

排气措施可以包括加入剂、提高浇注温度、采取适当的连续浇注等。

2.4 提高基材与液态金属的相容性为了减少缩孔缺陷的形成，可以通过提高基材与液态金属的相容性来增加界面的稳定性。

可以通过改变基材化学成分、调整金属液的配方等方式来实现。

三、结语以上是对铸造缩孔缺陷形成原因及对策的分析。

通过优化铸造工艺、材料选择、排气措施以及提高基材与液态金属的相容性等方法，可以有效降低缩孔缺陷的发生概率，提高铸件的质量和产能。

2019年第2期热加工79F锻造与铸造orging &Casting铸铁件缩松、缩孔、凹陷缺陷的原因分析与防止方法■王姗姗，程凯，靳宝，赵新武摘要：结合生产实践，依据缩松、缩孔、凹陷等缺陷的特征分类，整理了产生的原因，以及采取的纠正预防措施。

有关书籍对缩松、缩孔的产生均有阐述，只是进一步结合几种材质作了补充和整理，以求不断地完善。

关键词：缩松；缩孔；原因分析；防止方法一、缩松1. 特征在铸件内部有许多分散小缩孔，其表面粗糙，水压试验时渗水。

典型案例如图1～图5所示。

发现方法：用机械加工、磁粉探伤可发现。

2. 原因分析（1）工艺设计不合理。

铸件的结构、形状及壁厚的影响。

孤立热节多，尺寸变化太大，厚断面得不到足够的补缩。

（2）浇注系统、冷铁、冒口设计不合理，冒口的补缩效果差。

（3）浇注温度不合理，温度太高或太低均会影响冒口的补缩效果。

（4）铸型紧实度低，铸型刚度差。

石墨化膨胀造成型腔扩大，铸件收缩时由于补缩不足形成缩松。

图1 缩松图2 硅钼球铁4mm处缩松图4 硅钼材质蜂窝状显微缩松图3 高镍奥氏体球铁的缩气孔图5 接触热节产生的缩松图6 鸭嘴顶冒口2019年 第2期 热加工80F锻造与铸造orging &Casting（5）碳、硅含量低，磷含量较高；凝固区间大。

硅钼和高镍球墨铸铁对碳、硅含量和氧化铁液的敏感性特大，铁液严重氧化或碳、硅量低时，易出现显微缩松。

即便在薄壁处也容易出现缩松（见图2、图3、图4）。

（6）孕育不充分，石墨化效果差。

（7）残余镁量和稀土量过高。

钼含量较高时也会增加显微缩松。

（8）浇注速度太快。

（9）炉料锈蚀，氧化铁多。

（10）铁液在电炉内高温停放时间太长，俗称“死铁水”，造成严重氧化。

（11）冲天炉熔炼时底焦太底，风量太大，元素烧损大，铁液严重氧化。

（12）冒口径处形成接触热节产生缩松（见图5）。

（13）压箱铁不够（或箱卡未锁紧，箱带断裂等），浇注后由于涨箱造成缩松。

熔模铸造中缩松的几种特有解决方案
缩松是铸造最常见的缺陷之一，是铸件在冷却过程中热节或远浇口部位得不到有效的补缩而产生的细小分散的孔洞。

熔模铸造因为热壳浇注的特点，在浇注系统设计时大大地限制了冒口、冷铁对于缩松的处理，但是却有一系列独特的解决方案。

1、型壳底部淬水
部位：铸件浇注位置底部。

铸件浇注位置底部远离浇冒口，补缩通道过长，如果铸件较高或底部有热节，就容易产生缩松。

原理：通过淬水使型壳底部温度迅速降低，对铸件起到底部激冷的作用。

操作：热壳浇注后，型壳立刻淬水，视铸件薄厚在水中停顿1-3秒，深度为易缩松的位置。

案例1圆环产品，材质304不锈钢，浇注温度1640℃
此产品组树后高度方向尺寸较大，见图1和图2，浇注后于圆环浇注位置的下半圆A处容易出现缩松，如图1，经分析认为补缩通道过长导致下半圆凝固时钢水得不到有效补缩，从而产生缩松。

工艺改进为型壳底部淬水，深度如图2所示，效果良好，基本解决下半圆的缩松问题。

图1 圆环剖面图图2 圆环组树淬水示意图
2、喷水激冷
3、局部补砂泥
4、中空型壳
5、加保温棉
6、工艺散热冷铁
7、冷铁、热贴。

铸铁件经常会发生各种不同的铸造缺陷，如何防止这些缺陷发生，一直是铸件生产厂关注的问题。

本文介绍了笔者在这方面的一些认识和实践经验。

1 气孔特征：铸件中的气孔是指在铸件内部，表面或接近表面处存在的大小不等的光滑孔洞。

孔壁往往还带有氧化色泽，由于气体的来源和形成原因不同，气孔的表现形式也各不相同，有侵入性气孔，析出性气孔，皮下气孔等。

1.1 侵入性气孔这种气孔的数量较少，尺寸较大，多产生在铸件外表面某些部位，呈梨形或圆球形。

主要是由于铸型或砂芯产生的气体侵入金属液的未能逸出而造成。

防止措施：（1）减少发气量：控制型砂或芯砂中发气物质的含量，湿型砂的含水量不能过高，造型与修模时脱模剂和水用量不宜过多。

砂芯要保证烘干，烘干后的砂芯不宜存放太长时间，隔天使用的砂芯在使用前要回炉烘干，以防砂芯吸潮，不使用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。

（2）改善型砂的透气性，选择合适的型空紧实度，合理安排出气眼位置以利排气，确保砂芯通气孔道畅通。

（3）适当提高浇注温度，开排气孔和排气冒口等，以利于侵入金属液的气体上浮排出。

1.2 析出性气孔这种气孔多而分散，一般位于铸件表面往往同批浇注的铸件大部分都发现有。

这种气孔主要是由于在熔炼过程中，金属液吸收的气体在凝固前未能全部析出，便在铸件中形成许多分散的小气孔。

防止措施：（1）采用洁净干燥的炉料，限制含气量较多的炉料使用。

（2）确保“三干”：即出铁槽、出铁口、过桥要彻底烘干。

（3）浇包要烘干，使用前最好用铁液烫过，包中有铁液，一定要在铁液表面放覆盖剂。

（4）各种添加剂（球化剂、孕育剂、覆盖剂）一不定期要保持干燥，湿度高的时候，要烘干后才能使用。

1.3 皮下气孔这种气孔主要出现在铸件的表层皮下2～3mm处，直径为1～3mm左右。

而且数量较多，铸件经热处理或粗加工去除外皮后，就会清晰地显露出来。

防止措施；（1）适当提高浇注温度，严格控制各种添加剂的加入量，尽可能缩短浇注时间。

（2）孕育剂的加入量最好控制在（质量分数）0.4%～0.6%，同时要严格控制孕育剂中A1的质量分数,w(Al)偏高容易和型腔表面的水分发生反应：2Al＋3H2O＝Al2O3＋3H2↑，一般情况下孕育剂含Al量不宜超过1.5%。

缩孔和缩松及其控制方法缩孔和缩松是材料加工中常见的问题，会对产品的质量和性能产生不利影响。

本文将首先介绍缩孔和缩松的概念和原因，然后探讨相关的控制方法。

一、缩孔和缩松的概念和原因缩孔是指材料中存在的孔洞或空隙，在加工过程中由于内部应力的作用而发生收缩，导致孔洞的尺寸变小。

缩松是指材料中的实体部分在加工过程中由于受到挤压或拉伸而发生收缩，导致尺寸变小。

缩孔和缩松的产生原因有多种，主要包括材料的物理性质、加工工艺和设备的影响。

材料的物理性质包括材料的组织结构、成分和热膨胀系数等，这些因素会影响材料在加工过程中的变形和收缩特性。

加工工艺中的温度、压力和速度等参数的选择也会影响缩孔和缩松的产生。

设备的精度和稳定性也会对缩孔和缩松产生影响。

二、缩孔和缩松的控制方法为了减少或避免缩孔和缩松的产生，可以采取以下控制方法：1. 材料选择：选择具有较低膨胀系数和较好变形性能的材料，可以减少缩孔和缩松的产生。

此外，还可以选择具有合适组织结构和成分的材料，以提高材料的可加工性。

2. 加工工艺优化：在加工过程中，要合理选择温度、压力和速度等参数，以减少缩孔和缩松的产生。

同时，还需要注意加工工艺中的各个环节，如预处理、加热、冷却和保温等，以确保材料的均匀性和稳定性。

3. 设备维护和调整：保持加工设备的精度和稳定性，及时对设备进行维护和调整，可以减少因设备问题而引起的缩孔和缩松。

此外，还可以通过调整设备的参数，如温度、压力和速度等，来控制缩孔和缩松的产生。

4. 模具设计和加工：合理设计和加工模具，可以减少缩孔和缩松的产生。

模具的结构和形状应与产品的要求相匹配，以确保材料在加工过程中的均匀性和稳定性。

同时，还要注意模具的材料选择和表面处理，以提高模具的耐磨性和抗粘性。

5. 检测和控制：在加工过程中，要建立合适的检测和控制方法，及时发现和解决缩孔和缩松的问题。

可以使用非破坏性检测方法，如超声波检测和X射线检测，来检测材料中的缺陷和孔洞。