球墨铸铁夹渣缺陷的成因及控制

球墨铸铁件产生缺陷的原因有哪些？球墨铸铁件产生缺陷的原因不单是球化处理问题，那么还有什么问题？在球墨铸铁件生产中，常见的铸件缺陷除有灰铸铁件的一般缺陷外，还有球化不良、球化衰退、夹渣、缩松、石墨漂浮、皮下气孔等。

通常，产生这些缺陷的原因不单是球化处理问题，有时还有造型制芯、熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题，因此必须具体分析。

以便采取相应的合理措施加以解决。

（1）球化不良特征:在铸件或试棒断面上分布有明显可见的小黑点，愈往中心愈密。

金相组织中.有聚集分布的厚片状石墨原因分析:1.原铁液硫含量过高2.铁液氧化3.残余球化剂量不足4反球化元素的干扰防止方法:1.尽量选用低硫的焦炭和新生铁。

若原铁液含硫量过高，应采用炉内、炉外脱硫或相应提高球化剂的加入量。

交界铁液一定要分离干净，灰铸铁的铁掖不应混入球墨铸铁中。

球化处理时，防止炉渣出到浇包中2.操作中严防铁液氧化3.熔制配比适当、成分稳定的中间合金，并采用合适的处理温度，注意球化处理操作。

防止铁液与合金作用过分激烈或“结死”在包底4镁球墨铸铁中。

加人少量的稀土，可中和反球化元素的干扰（2）球化衰退特征:球墨铸铁铁液，停留一定时间后，球化效果会消失原因分析: 铁液的残余镁量和残余稀土量随着时间的延长会逐渐减少，过了一定时间后。

球化剂残余量已减少到不足以保证铸件球化时，就造成球化衰退镁量和稀土量逐渐减少的原因是：1. 在铁液表面的MgS、CeS与空气中氧作用，发生下列反应：2MgS+O2=2MgO气↑+2S2CeS+ O2=2CeO气+2S烟状的MgO和CeO在空气中逸损，S返回铁液与Mg、Ce作用又生成MgS、CeS，这样循环，Mg、Ce不断损失2.镁在铁液中溶解度极小，大部分镁以微小的气泡悬浮在铁液中。

当有搅拌、回包、浇注、机械振动等情况时，镁气泡会集聚上浮，并穿出铁液表面。

遇空气燃浇而损失3.镁、稀土与氧有极大的亲和力。

铁液表面的镁和稀土要逐渐氧化、镁还有蒸发损失等防止方法:1.经球化处理的铁液应有足够的球化剂残余量2.降低原铁液硫含量，并防止铁液氧化3.球化处理后应扒净渣子4.缩短铁液经球化处理后的停留时间5.在铁液表面加覆盖熔剂，如石墨粉、木炭粉、冰晶石粉等（3）夹渣（黑渣）特征: 在铸件断面上呈现暗黑色，没有光泽，主要由琉化镁、硫化锰、氧化镁、二氧化硅、氧化铁、氢化镁等所组成，是一种非金属夹杂物，可用硫印、氧印等方法显示出来。

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。

浅析球墨铸铁件缺陷产生原因及防止措施
1、坯料的缺陷：由于坯料的杂质含量过高，砂砾过大，沿铸缸边缘空隙较大等，都有可能导致炉内坯料缺陷大，从而产生球墨铸铁件缺陷。

2、成型工艺有问题：如砂芯型腔孔形不规则，型腔深度低，入型质量差，表面光洁度及粘结质量差等，都有可能产生球墨铸铁件缺陷。

3、浇注不合理：球墨铸铁件的浇注工艺过程中需要满足一定的条件，当不合理时，会导致溶质的不均匀分布，产生球墨铸铁件缺陷。

4、冷却不合理：冷却工艺是球墨铸铁件质量重要影响因素，冷却不合理，有可能使坯体结晶不良，从而产生球墨铸铁件缺陷。

二、防止球墨铸铁件缺陷的措施
1、提高坯料质量：在生产过程中，应加强原料检查，确保原料质量良好，并严格控制杂质含量，以减少成型过程中缺陷的发生。

2、改进成型工艺：应采用有利于消除和避免缺陷的成型工艺，如采用自动模具成型等技术，减少缺陷产生的可能性。

3、改善浇注工艺：采用有利于消除缺陷的浇注工艺，如采用连续浇铸或提高浇注压力，改善浇注品质，以减少球墨铸铁件缺陷。

4、优化冷却工艺：采用合理的冷却系统可以有效地控制坯体扩大速度，减少坯体内部残余应力，提高结晶度，以减少球墨铸铁件缺陷的产生。

三、结论
球墨铸铁件的缺陷的产生主要由坯料质量、成型工艺、浇注工艺以及冷却工艺不合理等原因引起。

因此，为防止球墨铸铁件缺陷的产生，应采取提高坯料质量、改进成型工艺、改善浇注工艺以及优化冷却工艺等措施。

只有这样，才能在生产过程中控制住缺陷，获得优良质量的球墨铸铁件。

(3)倾斜、快速浇注 篦板铸件因孔芯(筛孔)众多,使钢液充型能力减弱,易使铸件形成冷隔或浇不足等缺陷。

因此浇注系统按开放式设计计算,保证浇注速度达到 20s/件,并适当垫高浇口端,以增大压头、提高浇速。

(4)热型浇注 由于采用C O2水玻璃砂铸型,表层存在水份,增大铸件产生气孔缺陷,故浇注之前烘烤砂型表层,规定铸型浇注前温度应在60~80。

4 试制结果(1)铸件化学成分见表2。

金相检查结果:铸态基体组织为奥氏体加碳化物。

(2)表面品质、几何尺寸 铸件工作面平整、无裂纹、凹陷等缺陷,铸孔全部穿透;外形尺寸公差符合要求。

表2 铸件化学成分 w(%)Tab.2 Chemical composition of castingC Si Mn P S Cr N1#2#0.3400.3602.032.0912.9611.410.0340.0360.0020.00418.4318.490.2550.265 (3)使用效果 篦板铸件于2003年2月装机使用4个多月,未发生裂纹,预计使用寿命可以达到8个月以上,可满足使用要求。

收稿日期:2003 06 16; 修订日期:2003 07 03作者简介:李体丰(1943 ),辽宁沈阳人,高工.研究方向:铸造工艺及合金材料.E mail:qbxxs@球铁冷却壁上表面夹渣的原因及防止徐加文,张 毅,孙庆柏(莱芜钢铁集团机械厂,山东莱芜271104)摘要:针对厚大冷却壁生产中出现的上表面夹渣缺陷,采取控制碳当量、浇注温度和滞留时间,采用!一次出铁∀球化工艺,防止镁和稀土氧化等措施,有效地解决冷却壁上表面夹渣问题。

关键词:球铁冷却壁;夹渣;防止Reason and Prevention of Top surface Slag Inclusion on Cooling Wall of Nodular Iron C astingXU Jia wen,ZHANG Yi,SUN Qing bai(Machinery Factory of Lai wu Iron&Steel Group,Lai wu271104,China)Abstract:Acc ording to the top surface slag inclusion on cooling wall of the heavy castings,measures such as controlling of carbon equivalent,pouring temperature and resorting time were used.The!primary tap∀and anti oxidation of Mg and RE techniques are important to eliminate the defects.Key words:Cooling wall of Nodular Iron Casting;Slag inclusion;Prevention中图分类号:TG250.6 文献标识码:B 文章编号:1000 8365(2004)03 0209 02我厂用7t/h冷风冲天炉生产铸态QT400-20高炉冷却壁1000t,冷却壁本体性能稳定,满足技术指标要求,心部伸长率达到15%。

浅析球墨铸铁件缺陷产生原因及防止措施球墨铸铁件是金属材料的重要形式之一，铸件能有效地满足我们对各种结构形式的需求，而球墨铸铁件特别具有优良的物理机械性能，应用范围广泛，它们已成为轻量化、高强度、低成本的产品，可用来生产复杂的零部件和设备，因此球墨铸铁件成为工程用铸件中使用最多的一种类型。

但是，随着生产工艺的复杂性增加，球墨铸铁件在生产过程中也容易发生缺陷。

因此，本文的目的是研究球墨铸铁件的缺陷产生原因以及它们的防止措施。

一、球墨铸铁件缺陷产生原因1、生产工艺参数设置不当在球墨铸铁件生产过程中，不同工序的工艺参数设置不当，可能会造成缺陷产生。

如果没有适当调整球墨铸铁件的温度、合金比例、凝结时间、含气量等工艺参数，就会导致缺陷的产生，如缺棱、晶粒粗化、孔洞、收缩口等。

2、焊接工艺条件不当在球墨铸铁件的制造过程中，焊接工艺的条件设置不当，也会导致缺陷的产生，如熔池深度不够、焊接温度太高、电流大小不当、焊接电压太低等。

3、金属材料质量不佳金属材料质量不佳也是造成球墨铸铁件缺陷的一个重要原因，这是由于金属材料不合格，有氧化物、夹杂物等污染物。

这些杂质可以在球墨铸铁件内部形成孔洞或层，造成缺陷。

4、操作人员技术素养不足操作人员的技术素养也是产生缺陷的一个重要原因，如果操作人员缺乏技术素养，他们就不能熟练掌握工艺流程，也会导致生产过程中的缺陷。

二、防止球墨铸铁件缺陷的措施以上是球墨铸铁件缺陷的原因，那么如何防止缺陷产生呢？1、优化工艺参数设置在球墨铸铁件生产过程中，加强对工艺参数的监控，优化工艺参数设置，确保金属材料在加工上能满足一定的质量要求。

2、严格控制焊接工艺条件焊接是一项技术复杂的任务，因此我们应该在焊接工艺中严格控制各项工艺参数，确保球墨铸铁件能获得良好的焊接性能，从而防止缺陷的产生。

3、挑选优质金属材料在球墨铸铁件生产中，应该重视金属材料的质量，仅选用合格的金属材料，这样可以减少出现缺陷的概率。

4、提升操作人员技术素养提升操作人员的技术素养是防止球墨铸铁件缺陷的重要措施之一，建立科学的操作流程，以此来提高操作人员的技术水平，减少因技术不足而导致的缺陷。

球铁件夹渣缺陷形成的影响因素分析Ξ徐建林(甘肃工业大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州,730050)摘　要:从一些主要影响因素对夹渣缺陷影响的仿真图出发,详细论述了各因素与球铁夹渣之间的关系。

仿真表明,严格控制各化学成分及浇注温度可有效地消除夹渣,这对进一步揭示夹渣与影响因素的关系具有重要意义。

关键词:球铁;夹渣;影响因素中图分类号:TG 245 文献标识码:A 文章编号:1004—244X (2003)02—0019—03 夹渣又称黑渣、黑斑,是球墨铸铁常见的缺陷。

某企业夹渣的废品率一度达到10%以上,经常出现批量报废的情况[1],这对企业的生产效益和经济效益具有极大的影响。

铸件中存在夹渣缺陷时,对铸件的力学性能有很大危害,如缺口敏感性加大,冲击韧性下降,耐压零件不耐压,耐磨零件不耐磨,因此要设法消除该缺陷的产生。

球铁夹渣有一次夹渣和二次夹渣之分,一次夹渣距铸件表面较近,二次夹渣则在铸件内部。

一次夹渣是由于球化处理时产生的氧化物及硫化物等在浇注之前未清除干净,随铁液浇入铸型所致,其渣尺以及在铁液尚未在铸型中凝固以前的一段时间内产生的渣,其渣一般很细小。

从化学成分上看,夹渣的组成复杂,变化很大,多是由金属氧化物和硫化物组成[2]。

可以推测,夹渣的形成首先和铁水性质有关,处理工艺、浇注工艺以及铸型工艺等促进和削弱夹渣的形成。

本文通过试验分析得出了一些影响因素对夹渣缺陷影响趋势的仿真图,并对这些仿真图做了进一步的分析,对消除夹渣缺陷具有积极作用。

1　试验分析方法 实验条件为实际生产过程,采用3t/h 热风冲天炉熔炼铁水,出炉铁水温度为1460～1480℃,采用冲入法在1t 堤坝式吊包中进行球化处理。

试样采用常用的阶梯试样,如图1所示。

图1　阶梯试样将各种生产条件下球铁影响因素的参数指标输入到“球墨铸铁件缺陷诊断的神经网络模型”中去[3],对该网络进行学习训练。

在训练中,夹渣出现用“1”表示,不出现用“0”表示,夹渣可以用硫印、氧印显示出来。

谈球墨铸铁缺陷研究姜海峰(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150040)摘要：本文综合分析了球墨铸铁缺陷的研究现状，指出了缩孔缩松、石墨漂浮、皮下气孔、球化不良和球化衰退等球墨铸铁特有缺陷的形成原因及防止措施。

关键词：球墨铸铁；缺陷；现状‘球墨铸铁是本世纪4O年代末发明的，从1950年前后才真正用于生产中。

目前，球墨铸铁已广泛的用于制造一些受力复杂、强度、韧性、耐磨性要求高的零件，如柴油机、汽车及拖拉机的曲轴、凸轮轴、中压闸门，汽车及拖拉机的某齿轮以及农机、农具等零件。

球墨铸铁除具有一般铸造缺陷外，它还经常出现诸如缩孔缩松、夹渣、石墨漂浮、皮下气孔、球化衰退及球化不良等球墨铸铁特有的缺陷。

球铁缺陷的分析研究，多年来一直是铸造工作者和铸造厂家关心的热门话题。

一、缩孔缩松球墨铸铁件与灰铸铁件相比，具有较大的缩孔和缩松倾向，这一直是球墨铸铁件生产技术的关键问题之一，国内外的球铁专家、学者对此进行了大量的研究。

早期人们对球铁件缩孔的形成机理及冒口设计问题认识不清。

有人认为球铁具有与铸钢相同的收缩倾向，因此冒口也要和铸钢一样大。

与此相反，用小冒口甚至不用冒口也能生产出健全铸件。

近年来随着人们对球铁凝固特性认识的深入及电子显徽技术的发展，对球铁缩孔形成机理和冒口设计有了比较清楚的认识。

国内外研究者对球铁缩松作了大量的研究工作，提出了一些消除缩松的措施，但由于早期对缩松产生机理存在较大分歧，各自提出的影响因素和防止措施相差很大。

各家的观点主要集中在三个方面：(1)球墨铸铁糊状凝固特性；(2)石墨化膨胀量和膨胀力；(3)型腔扩大。

分歧较大是在石墨化膨胀的评价上，一者认为石墨析出引起膨胀和体积胀大，有利于消除缩松；一者认为球铁比灰铁大得多的石墨化膨胀力使共晶团之间的间隙扩大，数目增加，使缩松增加。

近年来，人们借助电子显微技术对球铁缩松进行微观观察及分析对缩松的产生和防止有了更进步的认识。

资料认为：石墨化膨胀是控制缩孔、减少缩松的因素，根据铸型刚性条件和铸件结构特点。

302020年第5期工艺试验与应用球墨铸铁缺陷的金相分析及防止措施球墨铸铁是近几十年才发展起来的高强度铸造金属材料。

与钢材相比，球墨铸铁还有很多优点。

比如铸造性能好，成本相对较低。

由于球墨铸铁产量的不断增加，性能不断开发， 现已成功地部分取代了锻钢和铸钢，成为前景广阔的金属结构材料。

力学性能与金属的金相组织密切相关，什么样的金相结构决定了什么样的力学性能。

球墨铸铁也不例外，因此，对球墨铸铁的金相研究，是我们了解球墨铸铁的先决条件[1]。

下面对我厂生产的材质为QT450-10A 铸件，在生产过程中出现的两种不同缺陷进行分析[2]。

1 显微缩松1.1 微观结构球墨铸铁的显微缩松在显微下观察类似呈片状、多角形，有时连续、有时断续，分布在共晶团边界，有时类似片状石墨（图1），往往我们会误认为该缺陷是由球化不良造成。

这样极大的影响判断问题的改进方向，同时有可能使问题更加突出[3]。

我们对同样试块的缺陷位置进行能谱分析，能谱图像显示该缺陷区域呈乳突状立体结构（图2）。

1.2 形成原因铸件凝固过程中，奥氏体支晶凝固后，残余的铁液则在支晶间最后凝固，因得不到补缩而形成显微缩松，这类显微缩松的形成原因有如下几种原因：（1）碳当量CE 值过低，使得石墨膨胀体积不足以补充凝固过程中的体积收缩；（2）合金成分如Cu、Mn、Cr、P 及残留Mg 过高，增大缩松倾向[4]；（3）砂型强度偏低，在铸件凝固过程中铸件体积增大，在体积增大的部位得不到其他部位铁液的补充；（4）工艺设计不合理，热节处在凝固过程中周围没有足够的铁水补充收缩[5]；（5）孕育不充分或孕育过量等。

毛洪宇，勾洋洋，张　森（沈阳远大压缩机有限公司，辽宁 沈阳 110020）摘要：摘要：通过显微镜和能谱分析，观察球铁渣气孔和显微缩松的微观特征，找出种差别并分析了形成缺陷的原因；提出的防止缺陷产生的措施，能有效地控制和减少废品的产生，提高了铸件合格率。

关键词：关键词：渣气孔；缩松；预防措施中图分类号：中图分类号：TG245 文献标识码：文献标识码：B 文章编号：文章编号：1673－3320（2020）05－0030－03收稿日期：2020-04-16定稿日期：2020-08-10作者简介：毛洪宇（1986-），男，毕业于辽宁工业大学材料成型及控制工程专业，工程师,主要从事铸造工艺及材料、模具设计制造。

FOUNDRY工艺技术Vol.68No.112019热模离心球墨铸铁管插口夹渣和尺寸不合格原因分析与防止措施陈建波，钟军超，杜波，李志杰，贾斌金，王兵杰(新兴铸管股份有限公司，河北邯郸056300)摘要：热模离心球墨铸铁管生产中插口夹渣和尺寸不合格都会对产品质量造成影响。

从熔炼到退火等几个工序分析了造成插口夹渣和尺寸不合格的原因，并给出了预防措施。

关键词：球墨铸铁管；夹渣；尺寸不合格离心球墨铸铁管具有较好的延展性，优异的防腐性，其大管径的球墨铸铁管广泛用于市政、工矿企业给水等方面。

然而，在生产过程中，插口夹渣和尺寸不合格出现频率较高。

夹渣缺陷严重影响铸件力学性能，特别是韧性和屈服强度，严重的甚至发生渗漏；插口周长尺寸小，需要进行二次退火；插口周长尺寸大，需要磨到工艺要求范围内，严重影响球墨铸铁管质量和生产节奏。

离心球墨铸铁管承插口尺寸有严格的要求，尺寸偏大或偏小都影响安装的质量，而且安装后极易漏水，必须拆开重新安装，严重影响施工的进度。

本研究从熔炼到退火等一系列工序对插口夹渣和尺寸不合格影响因素进行了分析，并提出了解决措施，从而提高了铸管产品质量。

作者简介：陈建波(1971-)，男，工程师，硕士，研究方向为铸造工艺。

电话：0310-*******,E-mail:chenjian bo@通讯作者：钟军超，男，硕士。

E-mail：1575057400@中图分类号：TG249.4文献标识码：A文章编号:1001-4977(2019) 11-1278-03收稿日期：2019-01-18收到初稿，2019-05-14收到修订稿。

1离心球墨铸铁管插口夹渣缺陷生产过程中热模法生产的球墨铸铁管插口经常出现夹渣现象。

以K9级DN2400管为例，国标要求公称壁厚为26.1mm,公称壁厚的公差：-(1.3+0.001DN),若插口金相检测出渣层，除去渣层的有效厚度低于下限时需要切环，切环长度为130〜150mm；若连续切环后，管子长度不足&15m,达不到规定要求，就直接判废，因此，插口夹渣现象对产品质量影响较深。