消失模铸钢件渗碳的原因与防止措施

消失模铸造缺陷产生的原因及解决措施一、消失模铸造缺陷的原因：1.模具设计不合理：模具的设计不合理是导致消失模铸造缺陷的主要原因之一、例如，模具的冷却系统设计不良或者模具结构不稳定，都会对铸件的形状和内部结构造成影响。

2.熔融金属冷却不均匀：熔融金属冷却不均匀也是导致消失模铸造缺陷的一个重要原因。

由于冷却速度不均匀，可能会导致铸件中出现热裂纹、气孔等缺陷。

3.模芯破损或散粘：消失模铸造过程中，如果模芯破损或散粘，会导致熔融金属进入模芯使其变形或者破裂。

4.硅溶胶合成不当：硅溶胶在消失模铸造中被用于形成陶瓷壳体，如果硅溶胶的合成过程不当，可能会导致模具的整体性能下降，从而产生各种缺陷。

5.炭化物形成不完全：在消失模铸造中，树脂炭化后形成的剩余炭化物对于确保铸件的完整性非常重要。

如果炭化物形成不完全，可能会导致铸件出现裂纹、气孔等缺陷。

二、消失模铸造缺陷的解决措施：1.设计合理的模具：在消失模铸造过程中，通过合理设计模具的冷却系统，可以提高铸件的冷却均匀性，减少缺陷的发生。

此外，模具的结构也应当稳定，以确保铸件形状和内部结构的准确性。

2.控制熔融金属温度和冷却速度：通过控制熔融金属的温度和冷却速度，可以减少热裂纹和气孔等缺陷的发生。

合理的工艺参数能够提高铸件的材质均匀性和密度。

3.检查模芯质量：在消失模铸造过程中，应该定期检查模芯的质量，以确保其完整性和稳定性。

如果发现模芯破损或者散粘，应及时更换或修复。

4.合理合成硅溶胶：在合成硅溶胶的过程中，应严格按照工艺要求进行操作。

确保硅溶胶的质量和性能，以避免模具整体性能下降。

5.控制炭化物的形成：合理控制炭化物的形成可以避免铸件的裂纹和气孔等缺陷的发生。

在树脂炭化的过程中，应注意控制炭化的温度和时间，确保炭化物的形成充分和均匀。

综上所述，消失模铸造缺陷的产生原因有模具设计不合理、熔融金属冷却不均匀、模芯破损或散粘、硅溶胶合成不当以及炭化物形成不完全等因素。

浅析铸钢件消失模铸造常见缺陷与防治摘要：在铸造过程中，常常会遇到一些常见的问题。

在相同的铸造部位中，局部增碳、表皮增碳、容积增碳，而且相同部位的增碳效果也不尽相同。

因此，文章从理论上分析了铸钢零件的碳化机理及成因，并提出了相应的改进措施，以便在实际应用中得到应用。

关键词：铸钢件；消失模铸造；缺陷分析及预防引言铸件的品质取决于钢中的化学组成、纯化和最佳浇注技术。

要保证铸件的生产工艺，要对整个生产工艺进行严密的监控，从原料、工艺路线、型芯制造、合箱、浇注、落砂、铸件清理直至最后的热处理都要格外重视。

因为很多铸造表面不能进行处理，因此对表面质量、形状和尺寸有着很高的要求。

铸造零件的主要问题有缩松、缩松、空气孔、冷热裂纹、白点、偏析及裂纹破裂等。

因此，对采用消失模工艺的铸造零件所存在的特殊的碳化问题进行了归纳和归纳，并对解决这些问题进行了一些有益的探讨。

一、碳缺陷的过程分析白色模具的主要原材料为 EPS （EPS）。

EPS的主要成分是碳氢化合物，而白色的模具在高温下会很快地被还原成H2和 C。

白色模具分解产生的H2，在空穴中与O2相溶，形成H2O，并以气态逃逸。

如果在短期的O2供给不足的情况下，C元素就会在模子里以黑色烟雾的方式存在，从而使铸造中的碳含量升高。

结果表明：在消失模铸造中，基本没有氢量的升高，而碳化物的升高则很难消除。

而且在铸造温度较低或在凝固终止区经常出现非均一的碳化现象，而在铸造的表层上最容易出现渗碳。

二、渗碳缺陷及处理措施在铸造过程中，由于碳化物的存在，会直接影响到铸造的组织和工艺，而碳化物的大量增多会使铸造产品失效。

当前，针对提高碳源的机制，提出了如下的控制方法。

1.选择高质量的泡沫塑料气泡的品质对煤粉的汽化速度和产品的结构有很大的关系。

优质的泡沫塑料既保证了强度，又保持了较小的致密性。

在钢铸造白模具材料中，第一个选用的是生球，也就是不加再生破碎或废弃的旧料，这是最好的解决办法。

2.选择合理的铸造工艺为避免白色模具的汽化和快速的燃烧，模具包装采用“能站立而不是平卧”的原理，以保证白色模具的快速燃烧。

第54卷第3期中国铸造装备与技术Vol.54No.3CHINA FOUNDRY MACHINERY&TECHNOLOGY May.2019消失模铸造生产不锈钢的碳缺陷及防治措施邹杰1，孙兰1，王伟2，屈志2(1.四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065；2.四川维珍高新材料有限公司，四川成都610000)摘要:消失模的生产过程中，常存在局部增碳、表面增碳、体积增碳等不同情况。

铸钢件的增碳存在很大的不一致性,相同钢液成分的不同铸件，相同铸件的不同部位增碳量也是不同的。

根据消失模铸造工艺特点以及相关文献，对铸件增碳原理和影响因素进行了整理，总结出相应的解决方法，以便应用于实际生产。

关键词:消失模铸造;不锈钢;碳缺陷中图分类号:TG249.6文献标识码:BDOI:10.3969/j.issn.1006-9658.2019.03.009文章编号：1006-9658(2019)03-0047-04消失模铸造具有设计自由度大、铸件尺寸精度高、铸件成本低及易于实现清洁生产等优点,被认为是“21世纪的铸造方法”及“铸造的绿色工程”,受到广泛重视$1-3&。

但在消失模铸造生产过程中，总会出现一些缺陷。

常见的消失模铸造缺陷有:铸铁件表面积碳,体积增碳,内部夹杂物,缩松、组织不均等兀在消失模铸造的众多缺陷中，增碳是一个不易解决的难题，所以早期消失模铸造主要生产对增碳不敏感的铸铁件和铸造有色合金。

然而，随着消失模铸造生产低碳尤其是超低碳不锈钢铸件的需求逐渐增多，解决铸件的表面增碳就显得尤为重。

由于该工需的一些及有别于常铸造工需的铸设计等,重消失模铸造在高造不锈钢铸件的由模中的C的铸件增碳及夹渣、、、、、成不均等一重碳缺陷,消失模铸造的工生产大的极大的局限性,2001+2006年，我国众多消失模铸收稿日期：2018-12-21:修订日期：2019-03-11基金项目：/科技计划项目重点研发项目(2017GZ0124)作者简介:邹杰(1992-)，硕士研究生，研究方向：消失模铸造o E-mail: 443591350@ 造厂受限于碳缺陷。

消失模铸件易出现的缺陷及消除措施―攀枝花钢铁研究院试验中心陈建钢1、粘砂金属液渗入型砂中，形成金属与型砂的机械混合物，其中有两种情况：一种是金属液通过涂层开裂处渗入型砂中，形成铁包砂（即机械粘砂），此种缺陷一般可以清除掉；另一种情况是金属透过涂层渗入型砂中，形成难以清除的化学粘砂。

（一）产生的原因（1）在涂层开裂的情况下，由于型砂紧实度不够，型砂颗粒过大及真空度过高产生第一种粘砂情况；（2）在涂层过薄或局部未刷到的情况下，由于金属液温度较高，真空度较大时产生第二种粘砂。

（二）防止措施（1）提高涂层的厚度和耐火度。

（2）造型时紧实力不宜过大以免破坏涂层。

（3）选择合适的负压。

（4）选用较细的原砂。

（5）浇注温度不宜过高。

（6）选择合适的压力头。

2、气孔（一）气孔的分类（1）浇注时卷入空气形成的气孔。

（2）泡沫塑料模样分解产生的气孔。

（3）模样涂层不干引起的气孔。

（4）金属液脱氧不好引起的气孔。

（二）浇注时卷入空气形成的气孔消失模铸造浇注过程中如果直浇道不能充满就会卷入空气，这些气体若不能及时排出，就有产生气孔缺陷的可能。

防止卷入气体的措施：（1）采用封闭式的浇注系统。

（2）浇注时维持浇口盆内有一定的液体金属以保持直浇道处于充满状态。

（3）正确掌握浇注方法，采用慢—快—慢的浇注方法。

（三）泡沫塑料模样分解产生的气孔EPS和STMMA热解后产生大量的气体，如果充型平稳，金属与模样逐层置换，这些气体就会顺利通过液体前沿与模样间的气隙经铸型排出，特别在铸型处于负压状态下更有利气体排放，铸件不易产生气孔缺陷。

但是如果充型过程产生紊流或者顶注，侧注情况下、部分模样被金属液包围后进行分解产生的气体不能从金属液中排出时就会产生缺陷，这种气孔表面有炭黑存在。

防止措施：（1）改进浇注方案，使充型过程逐层置换，不产生紊流。

（2）提高浇注温度。

（3）在不发生紊流的情况下，适当提高真空度，如果发生紊流而产生气孔时，可适当降低真空度。

浅析铸钢件消失模铸造常见缺陷与防治措施在生产消失模铸钢件时，经常会出现不同的缺陷，如个别部位增碳、表皮增碳和体积增碳等，且同一铸件不同部位的增碳量不一样。

基于此，本文对铸钢件的增碳原理和原因进行归纳，总结了解决方案，以供实际生产使用。

标签：铸钢件;消失模铸造;缺陷分析及预防0引言钢水的化学成份和净化程度以及铸造工艺的优化程度决定了铸件质量的好坏。

为了确保铸件质量，必须严格控制制造的全过程，从铸造原料、工艺路线、型芯制造、合箱、浇注、落砂、铸件清理到最终热处理都要特别注意，否则会出现不同的缺陷。

由于铸件的许多表面不能加工，所以对表面质量、形状和尺寸都有非常严格的要求。

铸钢件常见缺陷包括缩孔、缩松、空气孔、冷热裂纹、白点、偏析和缺陷断裂等。

基于此，本文总结了消失模工艺路线生产铸钢件特有的增碳缺陷，总结了消除增碳缺陷的若干经验[1]。

1碳缺陷的过程分析消失模铸造的白模原料是苯乙烯（EPS）。

EPS的基本元素是C和H，白模在钢液高温下会迅速分解为H2和元素C，如图1所示。

白模分解后发出H2首先与型腔中的O2结合生成H2O，以气体形式逸出;在短时间内供应O2不够时，元素C以黑烟的形式留在模具中，增加了铸件中的碳。

因此，消失模铸钢几乎不发生氢增加现象，但是难以避免碳增加现象，并且频繁地在铸件的低温区域或在凝固结束区不规则地且不均匀地发生碳增加，其中位于铸件表面的渗碳缺陷最有可能发生。

2渗碳缺陷及处理措施铸件的碳含量不均匀，对于铸件的结构和加工性能都有很大影响，严重的碳增加會导致铸件报废。

目前，根据碳增加机理，采取以下措施来控制增碳。

2.1选择高质量的泡沫塑料泡沫质量直接影响气化速率和裂化产物的形态。

高质量的泡沫在维持低密度的同时还能确保强度，二者兼备。

钢铸件白模选材时首先选择生珠，即不参合回收粉碎料或过期颗粒料的新料发泡，这是解决铸钢件增碳问题的最有效途径。

2.2选择合理的铸造工艺为了防止白模气化和燃烧速度过快，模型装箱采取“能站不要躺”的原则，确保白模不会太快燃烧发气。

渗碳件常见的缺陷及防止和补救措施1、深层过浅：产生的原因主要是加热温度低，时间短，炉内的碳势低等原因造成的。

应针对具体原因采取防止措施。

深层过浅可采取补渗予以补救。

2、渗层过深：产生的原因主要是加热温度高，时间长，炉内的碳势高等原因造成的。

应针对具体原因采取防止措施。

但对已超过标准要求的是无法补救的。

3、渗层深度不均匀：产生这种缺陷的主要原因是炉温不均匀，炉内碳势不均匀，或工件表面不净。

防止方法主要是改善炉内温度和碳势的均匀性，清洁工件表面。

这类缺陷可在比较缓和的渗碳气氛炉内重新渗碳，使其扩散均匀。

4、渗碳层脱碳：产生这种缺陷的主要原因是渗碳后期碳势降低太大，或是出炉冷速慢，零件在高温下与空气接触时间太长，或在重新加热时炉气保护不良等，防止办法采取相应措施，可以用补渗的办法补救。

5、网状碳化物：产生网状碳化物的主要原因是炉内碳势太高，或是渗碳后的冷却速度太慢。

可通过控制合适的碳势，或加大冷却速度来防止。

已有的网状碳化物可以通过正火处理来消除。

6、残余奥氏体量过多：钢中的合金元素较多碳浓度过高，淬火温度高时易产生多量残余奥氏体。

适当降低碳势和淬火温度可防止产生多量残余奥氏体。

采用长时间的较高温度回火可使残余奥氏体分解，也可以采用重新加热淬火及深冷处理等方法进行补救。

7、黑色组织：渗层中的黑色组织通常因升温期排气不足，晶界发生氧化而使合金元素贫化造成在淬火后出现驱氏体和贝氏体。

这种组织对零件性能有很坏的影响，而且是不可挽救的，应按上述因素采取预防措施。

8、芯部硬度偏高：1.降低淬火温度，但是降低淬火温度后注意可能有铁素体析出。

2.使用冷速慢的油,但有可能表面硬度不均,硬化层不均.3.降低油搅拌的速度,在油冷速慢的油温使用.淬火油甚至不搅拌.4.加大有效尺寸,比如把孔中加实心工装,增大热容量,降低冷速.5. 检测原材料的化学成分，是否有超标。

原始含碳两越高，心部硬度越高。

对于薄壁件,心部硬度降不下来,厚大的件,心部硬度提不上来.因此针对某种产品选择原材料的含碳量是最重要的.热处理只能在很小的范围内调节.。

消失模生产线铸造时的注意事项在我国，消失模铸造发展比较落后，因此在铸造时还有一些问题，这些问题需要我们在生产使用中多加注意，尽量避免其发生，或是减少不必要损失。

具体都有那些呢？就让骏飞小编带我们一起来看看吧。

增碳：消失模容易产生增碳缺陷，目前在我国还没有很好的方法完全解决该种缺陷，这也是众多铸造厂家不敢上消失模或上了消失模生产线却不能批量生产的一个原因。

增碳缺陷产生的原因主要是泡沫材料含有碳，浇注时泡沫燃烧分解出游离碳，碳侵入钢水所致。

那么怎么防止增碳呢？(1)选择含碳量少的泡沫材料，这是关键，目前消失模铸造用材料主要有EPS , STMMA , EPSMMA 三种，其含碳量依次减少。

其中STMMA ，具有发气少、含碳低的优点，是用消失模生产的首选材料。

(2) 消失模模样的密度非常重要，只要表面光洁，密度低，可以降低增碳现象，同时发气量少。

(3) 利用离内浇口越远，增碳越严重的特点，在离内浇口最远端或在铸件的最高点设置冒口，使先进入铸件的增碳污染严重的钢水进人冒口内，同时冒口还起到集渣、集气的作用。

使用该工艺，可使铸件整体含碳量控制在工艺要求范围内涂料作用：避免钢水和砂子直接接触，保证铸件表面质量;提高泡沫的强度，使其在搬运过程中不变形;使浇注时产生的气体通过涂层排出抽走。

返喷：返喷是消失模铸造中常发生的现象，返喷严重时可能会危及浇注工的人身安全，必须予以重视，为减轻喷现象，可采取如下措施。

(1)泡沫模型密度要小，在保证泡沫表面质量，保证模型强度的前提下，泡沫应做得越轻越好，以减少浇注时的发气量。

(2)泡沫模型上涂料前一定要烘干，每批泡沫模型目前应抽检其烘干过程的重量变化，做出烘烤重量变化曲线图，只有在重量不再发生变化情况下方可上涂料。

(3)浇注系统，特别是直浇道和横浇道不应上涂料，这样可以使浇注时产生的气体能快速充分地抽走，而且不上涂料，节省了涂料的消耗。

塌箱，当一箱中串联铸件较多时，由于各模型同时气化，造成真空度不够，易造成塌箱，防止塌箱应注意：(1)保持砂箱内的足够稳定的真空度。

一、浇注反喷、冒黑烟产生原因:1、浇杯潮湿2、白模密度大3、粘结用胶及表面修补太多4、涂料透气性不好5、砂箱内负压太低、砂箱网堵住6、模型没烘干解决措施:1、浇杯要烘烤（600°保温1小时）并保持干燥2、降低白模密度（22-25g/L)3、减少粘结用胶提高白模表面质量减少修补4、合理控制涂料厚度（小件1.2mm, 浇道2.0mm, 大件1.5-1.8mm, 浇道2.5mm），提高涂料的透气性5、增加砂箱内的负压，不低于0.045Mpa，更换砂箱网6、降低烘房湿度（20%以下），延长烘干时间二、砂孔产生的原因:1、浇包的砂2、浇杯没放好进砂3、浇道没组粘好进砂4、涂料薄或模型破裂进砂5、局部不紧实6、面砂太多随流进砂7、负压太低解决措施:1、修补好浇包2、浇杯下面封泥条后安放稳妥3、组粘好浇道后用快干涂料或泥条涂敷4、合理涂料的厚度损坏的模型不要装箱5、局部不易振实部位要预先填水玻璃砂6、面砂高度80mm左右，浇杯高度要高于面砂高度20mm以上7、负压低产生的塌箱进砂三、碳渣产生的原因:1、白模密度大2、粘结用胶太多及表面修补太多3、砂箱内负压低抽气率低4、浇注温度低5、涂料透气性差6、成分或球化孕育不当7、浇注速度没控制好8、白模气化后残渣多9、工艺不合理解决措施:1、降低白模密度2、提高白模表面质量减少修补量及粘结胶量3、增加砂箱内负压提高抽气率反喷会产生碳渣4、提高浇注温度，减少浇注过程温度损失5、合理化碳含量控制铸钢表面增碳6、合理涂料的透气性7、合理控制铸件成分及提高球化孕育效果8、合理浇注速度使其快速充型9、模型按要求烘干10、选用共聚料11、合理工艺尽量采取顶注方式，铸钢先烧后浇四、涂料产生的缺陷:1、涂料孔洞2、强度不够3、涂料不干4、涂料易返潮5、涂料透气性6、耐火度7、涂料厚度8、涂料变质解决措施:1、局部不易振实部位及尖角部位涂料脱落造成的涂料孔（一般伴随有砂孔）2、提高涂料的常温高温强度防止变形粘砂等缺陷3、确保涂料干燥4、涂料配制合理注意返潮5、合理涂料透气性6、耐火度高涂料不剥壳低了易粘砂7、根据铸件情况确定涂料厚度8、加防腐剂等措施防止变质五、粘砂产生的原因:1、涂料强度差不够2、涂料的骨料粉粗或者砂子粗引起机械粘砂粘涂料3、高温粘砂4、涂料厚度不够5、局部振实不好粘砂6、负压与温度与涂料的技术参数不对粘砂7、模型不干解决措施:1、合理涂料配方提高涂料强度2、合理选用骨料及型砂（批量换新砂时要注意）3、根据铸件壁厚情况选择合理的浇注温度，根据模型选择涂料厚度4、不易振实部位预填砂5、根据负压涂料厚度温度合理选择参数6、确保模型干燥六、渣孔产生的原因:1、炉渣2、拦渣不好3、炉辅料4、化学反应渣5、燃烧残渣6、随流产生的渣解决措施:1、出炉前炉内浇包内除渣2、浇注时茶壶包防渣或包咀硅酸铝纤维板拦渣3、用干净无锈蚀的原料4、球化孕育后要扒渣5、白模粘结修补尽量少6、浇包咀勤修，浇注工艺合理减少冲刷等七、塌箱产生的原因:1、负压太低2、浇注速度慢3、涂料厚度不够4、没有振实到位5、工艺设计不合理6、浇注温度解决措施:1、提高负压2、合理浇注速度3、增加涂料厚度4、不易振实部位预填砂，提高振实度5、合理设计浇注系统（避免大的水平面)6、根据铸件情况选择浇注温度八、铁豆、多肉、橘皮产生的原因:1、涂料产生气泡，露白产生铁豆2、朝下平面涂料剥离产生多肉3、局部振实不良产生粘砂多肉4、靠近模型的砂子中有杂物产生多肉5、浇温低薄壁件浇道附近橘皮解决措施:1、合理搅拌涂料，涂挂防止露白，露白的要补涂2、涂料朝下平面要注意涂料凸出剥离3、不易振实部位预填,振实一定要紧实4、砂子除杂等5、薄壁件提高浇注温度。

渗碳件的缺陷有哪些？如何防止渗碳缺陷？（1）渗碳层中网状或大块花碳化物产生的原因是渗碳碳势太高，使表面渗层含碳量太高合渗碳后冷却速度过慢。

网状碳化物增加了表面脆性，渗层容易剥落，降低使用寿命，容易使零件表面在淬火或磨削加工中产生裂纹。

消除的办法是进行Acm以上的高温淬火或正火。

预防办法是减低炉内碳势，延长扩散时间。

（2）渗碳层中大量残余奥氏体产生的原因是渗碳剂浓度太高使表面含碳量过高、淬火温度太高。

消除的办法是进行高温回火后重新加热淬火+回火或冷处理+回火。

预防措施：降低炉内碳势，选择较低的淬火温度。

淬火剂温度偏高也是原因之一。

淬火剂的温度越低，淬火冷却的终止温度距离马氏体转变终止点Mf也就越近，马氏体转变进行越充分，残余奥氏体就越少。

反之，淬火剂温度高了，则残余奥氏体量也就多了。

（3）反常组织一般在含氧量较高的钢（如沸腾钢）固体渗碳时出现，其特征是网状碳化物和珠光体之间被一层铁素体所分离。

这种组织淬火后易出现软点。

消除的办法是适当提高淬火温度或适当延长淬火加热的保温时间，以便使组织均匀化，并选用更为剧烈的冷却剂淬火。

（4）渗碳零件中形成魏氏组织在高温下进行长时间渗碳后，奥氏体晶粒会急剧长大，碳浓度也大大增加，在随后的缓慢冷却中，二次渗碳体很易于沿奥氏体晶粒的一定晶面析出，形成穿插在晶粒内部的白亮色的粗针，这种组织称为过共析魏氏组织。

产生的原因是长时间过热渗碳和渗碳后冷却太缓慢。

这种组织可通过渗碳后的两次家人淬火予以改善或完全消除。

在渗碳件的心部出现魏氏组织，这种魏氏组织的针状物是先共析铁素体。

形成的原因是：①原材料为本质粗晶粒钢或原始组织中已有魏氏体组织，通过高温长时间渗碳，晶粒会更加粗大，在随后的缓慢冷却中，先共析铁素体以针状自晶界向晶内析出或在晶粒内部单独呈针状析出而形成白亮针状的魏氏组织。

②渗碳工艺不当。

渗碳温度过高，保温时间太长，奥氏体晶粒特别粗大，导致冷却后出现魏氏组织，这种组织具有明显的过热特征。

消失模铸造缺陷的产生原理和解决方法看废品，查原因，找出解决问题的方法,然后,规范工艺纪律,使企业的效益上一个新的台阶。

本文就消失模铸造常见的:碳缺陷、冷隔、皱皮、表面多肉、进渣、进砂、塌箱、粘砂、压痕、鼠咬痕等缺陷总结出产生的原因并提出解决方案。

1 碳缺陷产生的原理和解决方法碳缺陷是消失模铸造特有的一种缺陷,表现为塑料泡沫熔化产物残留在铸件上,占据了铁液位置,造成碳缺陷。

原因如下:图11.1 负压不够A. 工艺设计不够:有的企业片面控制粘砂,负压设计太低,如:灰铁铸件用-0.03Mpa,薄壁件勉强交货,厚大件因为气化物多,负压抽不及产生碳缺陷。

解决方法:修改工艺,提高箱内真空度。

B. 设备缺陷(1)砂箱漏气:砂箱在负压作用下有丝丝漏气声,虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物,形成碳缺陷。

解决方法:焊补砂箱。

(2)砂箱纱网堵塞使负压抽不走气泡沫气化物,致使箱内负压低,形成碳缺陷。

解决方法:更换砂箱纱网。

(3)砂箱负压管道设计时截面积小,抽气流量不够, 虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物而形成碳缺陷。

解决方法:加大抽气管道截面积a.加粗管道b.增加负压抽气管道。

图2(4)自动负压对接装置偏移漏气,造成箱内负压低。

解决方法:检查负压对接装置。

(5)水循环真空泵缺水:无水密封引起负压低。

解决方法:检查水源供水。

(6)砂箱上口有浇注垃圾(塑料薄膜。

铁和砂混合物),使塑料薄膜封不严砂箱,抽真空时漏气,形成碳缺陷。

解决方法:清理砂箱上口浇注垃圾。

图3(7)橡胶管道与砂箱和负压阀门接口处漏气,箱内负压降低,形成碳缺陷。

解决方法: 用塑料薄膜堵漏。

(8)塑料薄膜抽到主管道内,阻挡气流畅通过,形成碳缺陷。

解决方法:一旦发现负压管道真空度不够,其他原因排除后,检查滤砂罐。

1.2 浇注过程引起负压不够(1)浇口杯底部塑料薄膜在铁液浇注时被烫破,使箱内负压降低。

形成碳缺陷。

消失模铸造缺陷的产生原理和解决方法标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]消失模铸造缺陷的产生原理和解决方法2016-06-29看废品，查原因，找出解决问题的方法,然后,规范工艺纪律,使企业的效益上一个新的台阶。

本文就消失模铸造常见的:碳缺陷、冷隔、皱皮、表面多肉、进渣、进砂、塌箱、粘砂、压痕、鼠咬痕等缺陷总结出产生的原因并提出解决方案。

1 碳缺陷产生的原理和解决方法碳缺陷是消失模铸造特有的一种缺陷,表现为塑料泡沫熔化产物残留在铸件上,占据了铁液位置,造成碳缺陷。

原因如下:图11.1 负压不够A. 工艺设计不够:有的企业片面控制粘砂,负压设计太低,如:灰铁铸件用-0.03Mpa,薄壁件勉强交货,厚大件因为气化物多,负压抽不及产生碳缺陷。

解决方法:修改工艺,提高箱内真空度。

B. 设备缺陷(1)砂箱漏气:砂箱在负压作用下有丝丝漏气声,虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物,形成碳缺陷。

解决方法:焊补砂箱。

(2)砂箱纱网堵塞使负压抽不走气泡沫气化物,致使箱内负压低,形成碳缺陷。

解决方法:更换砂箱纱网。

(3)砂箱负压管道设计时截面积小,抽气流量不够, 虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物而形成碳缺陷。

解决方法:加大抽气管道截面积a.加粗管道b.增加负压抽气管道。

图2(4)自动负压对接装置偏移漏气,造成箱内负压低。

解决方法:检查负压对接装置。

(5)水循环真空泵缺水:无水密封引起负压低。

解决方法:检查水源供水。

(6)砂箱上口有浇注垃圾(塑料薄膜。

铁和砂混合物),使塑料薄膜封不严砂箱,抽真空时漏气,形成碳缺陷。

解决方法:清理砂箱上口浇注垃圾。

图3(7)橡胶管道与砂箱和负压阀门接口处漏气,箱内负压降低,形成碳缺陷。

解决方法: 用塑料薄膜堵漏。

(8)塑料薄膜抽到主管道内,阻挡气流畅通过,形成碳缺陷。

解决方法:一旦发现负压管道真空度不够,其他原因排除后,检查滤砂罐。

中小球墨铸铁件渗碳体之成因和消除罗伦科（四川重庆市：630712重庆红岩机器厂）摘要：中小球墨铸铁件渗碳体产生的主要原因中小球墨铸铁件渗碳体产生的主要原因中小球墨铸铁件渗碳体产生的主要原因：：化学成分不合理化学成分不合理、、孕育效果的衰退及高温石墨化退火等因素果的衰退及高温石墨化退火等因素。

在生产中严格控制Si 、RE 含量及加强多次孕育是消除渗碳体的有效措施孕育是消除渗碳体的有效措施。

主题词：球墨铸铁，渗碳体重庆红岩机器厂是生产大功率柴油机组的专业化工厂。

其铸铁件约占机组总重量的80％，而中小球墨铸铁件品种多、数量大、壁薄，如摇臂、壳体、挂脚、凸轮轴正时齿轮等，壁厚7～40mm ，重量2.2～50Kg 不等，且材质为QT450－10。

材质验收以Y25mm 单铸试块为依据，其中要求渗碳体小于或等于3％。

为此，作者根据以前的生产经验，结合该厂具体情况对中小球墨铸铁件渗碳体之形成原因进行了初步的分析，并且找出了适合生产实际的解决措施。

1. 生产条件粘土砂造型，冲天炉熔化铁液，应用稀土镁球化剂，冲入法处理铁液，孕育剂为75SiFe 。

2. 渗碳体之成因铸态球墨铸铁经常出现渗碳体。

大量的渗碳体集中出现在冷却速度较快的铸件表皮或薄壁处即为白口；渗碳体量多而集中在热节或最后凝固的地方，宏观上通常称之为反白口。

白口和反白口均为铸造缺陷。

特别是在稀土镁球化处理时尤为严重。

白口一般为块状或骨骼状渗碳体，反白口则为密集针状渗碳体。

铸件组织出现白口或反白口使其综合力学性能下降，硬度增高而无法进行机械加工。

中小球墨铸铁件渗碳体形成的原因有以下几个方面。

2.1 化学成分球墨铸铁的化学成分与灰铸铁相比，其特点是：碳、硅要高，硫、磷要低。

薄壁中小球墨铸铁件其含硅量更应高一些，以防止出现大量渗碳体和白口。

根据作者以往的实践经验和参阅理论分析方面的报道，认为化学成分引起渗碳体产生的主要原因是Si 和RE 。

现将该厂以往合格铸件和因渗碳体而报废铸件的化学成分摘录如表1所列，其中C、Mn、P、S、Mg的含量分别为：3.6％～3.8％、0.2％～0.5％、0.03％～0.05％、＜0.02和0.035％～0.05％。

消失模铸件易出现的缺陷及消除措施―钢铁研究院试验中心建钢1、粘砂金属液渗入型砂中，形成金属与型砂的机械混合物，其中有两种情况：一种是金属液通过涂层开裂处渗入型砂中，形成铁包砂（即机械粘砂），此种缺陷一般可以清除掉；另一种情况是金属透过涂层渗入型砂中，形成难以清除的化学粘砂。

（一）产生的原因（1）在涂层开裂的情况下，由于型砂紧实度不够，型砂颗粒过大及真空度过高产生第一种粘砂情况；（2）在涂层过薄或局部未刷到的情况下，由于金属液温度较高，真空度较大时产生第二种粘砂。

（二）防止措施（1）提高涂层的厚度和耐火度。

（2）造型时紧实力不宜过大以免破坏涂层。

（3）选择合适的负压。

（4）选用较细的原砂。

（5）浇注温度不宜过高。

（6）选择合适的压力头。

2、气孔（一）气孔的分类（1）浇注时卷入空气形成的气孔。

（2）泡沫塑料模样分解产生的气孔。

（3）模样涂层不干引起的气孔。

（4）金属液脱氧不好引起的气孔。

（二）浇注时卷入空气形成的气孔消失模铸造浇注过程中如果直浇道不能充满就会卷入空气，这些气体若不能及时排出，就有产生气孔缺陷的可能。

防止卷入气体的措施：（1）采用封闭式的浇注系统。

（2）浇注时维持浇口盆有一定的液体金属以保持直浇道处于充满状态。

（3）正确掌握浇注方法，采用慢—快—慢的浇注方法。

（三）泡沫塑料模样分解产生的气孔EPS和STMMA热解后产生大量的气体，如果充型平稳，金属与模样逐层置换，这些气体就会顺利通过液体前沿与模样间的气隙经铸型排出，特别在铸型处于负压状态下更有利气体排放，铸件不易产生气孔缺陷。

但是如果充型过程产生紊流或者顶注，侧注情况下、部分模样被金属液包围后进行分解产生的气体不能从金属液中排出时就会产生缺陷，这种气孔表面有炭黑存在。

防止措施：（1）改进浇注方案，使充型过程逐层置换，不产生紊流。

（2）提高浇注温度。

（3）在不发生紊流的情况下，适当提高真空度，如果发生紊流而产生气孔时，可适当降低真空度。

消失模铸钢件的增碳与预防消失模铸造技术在铸铁、铸铝、铸铜等材料上得到了较好的应用。

虽然在高锰钢、耐磨钢等钢种上也有成功应用的报道，但在实际生产过程中，由于铸件在浇注充型过程中，金属液的流动前沿是热解的消失模气化物，会与钢液发生反应并影响到金属液质量。

如果热解产物不能顺利排出，就容易引起增碳、气孔、增氢等缺陷，使该技术的推广应用受到一定的限制，这也是消失模铸造在铸钢生产的应用上相对滞后的原因。

1 消失模铸造简介1.1 消失模铸造消失模铸造就是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂层并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在一定条件下浇注液体金属，使模型气化并占据模型位置，凝固冷却后形成所需铸件的较为先进的生产方式。

1.2 消失模工艺生产铸钢件的原则为了使泡沫模样不留丝毫痕迹地消失，有效防止铸钢件缺陷的发生，必须遵循三条原则：首先是创造高温无氧条件，使得模样以气化的方式消失，而不是以燃烧的方式消失，这样就能够有效防止局部增碳的发生。

其次，平衡钢液的给进速度和泡沫模样的气化速度，提高钢液的温度，可以降低表面张力，这样就能够防止发生皮下气孔。

最后是充分认识负压场有方向性和对缺陷的导向作用。

砂箱内的负压全部丧失时，就会发生塌箱；砂箱内的负压局部丧失时，会发生砂块位移和型腔内进砂，为了防止白色缺陷发生，最好采取箱外组合硬连接的方法。

2 消失模铸钢碳缺陷的形成用消失模铸造工艺生产铸钢件，其碳含量会增高或表面产生碳缺陷，比铸件含碳量的要求要高，称为增碳或渗碳缺陷。

往往是ZG25（含碳量＜0.25%的低碳钢中）渗碳为多，ZG45~ZG60（含碳量0.25%~0.60%的中碳钢）渗碳为少，ZG60以上（含碳量＞0.60%的高碳钢）渗碳就很少。

表面渗碳层深度为0.1~3 mm，渗碳量为0.01%~0.1%不等。

整体渗碳，渗碳量0.01%~0.05%不等。

表面渗碳往往很不均匀，从而使表面硬度产生差异，甚至基体组织也不同。

消失模铸钢件渗碳的原因与防止措施消失模铸钢件渗碳的原因与防止措施*孙敏1 王玉华2(1.包头职业技术学院材料工程系;2.内蒙古北方重工集团铸造公司,内蒙古包头014030)摘要:用消失模生产含碳量小于0.45%铸钢件会使其表面含碳量增高,渗碳层深度在0.2~2mm 之间,渗碳量为0.01%~0.1%不等。

渗碳使铸件加工性能变差,在一定程度上影响铸件的表面质量及力学性能。

使用低密度模样、选择合理的铸型及浇注工艺参数、在模样中加入添加剂、选用合适模样材料、用精密复合铸造工艺是防止和削弱消失模铸钢件渗碳的有效措施。

关键词:消失模;铸钢件;渗碳消失模铸钢件渗碳过程是一个复杂的物理化学过程。

一般铸钢件的浇注温度都高于1550 ,泡沫塑料模在高温钢液作用下发生热分解,并且热分解是随着温度升高而加剧,其分解产物又与钢液作用造成铸钢件渗碳。

1 形成原因1.1 铸件的表面增碳[1-3]消失模在浇注过程中,在钢液前沿与固态模样之间的间隙内,大量氢气的产生,说明有大量固相碳的生成,气体产物可在真空作用下透过涂料层而排出铸型,剩下的固相碳吸附于涂层壁,这是造成铸件表面增碳的主要原因之一。

其次,蒸汽相苯乙烯、苯等在真空作用下的排出过程中冷凝于涂层及周围型砂中,吸附于涂层界面的液态产物,在钢液凝固、冷却过程中继续受热分解,这是造成铸件表面增碳的另一主要原因。

在合金钢中,合金元素对渗碳也有影响。

如M n、G r等碳化物形成元素会增加碳在铁中的溶解度,但由于形成M n-C型复合碳化物,又使碳扩散活性减小,渗碳层反而减薄。

而N i、Si等非碳化物形成元素则不影响碳在铁中的扩散活性,也不影响钢的表面渗碳。

1.2 铸件的体积增碳[2、3]浇注过程中,钢液前沿和模样之间的动态间隙内存在很大的温度梯度(从室温到1550 左右),间隙内热量从金属液前沿转移到模样分解,主要靠热辐射完成。

靠近钢液前沿处温度最高,接近钢液温度,在该处生成量大的碳,此时容易形成铸钢体积增碳。

消失模铸造工件夹碳原因一、模样材料方面模样材料如果质量不好那可就容易出问题啦。

比如说，模样材料中的含碳量本身就过高，在铸造过程中就很容易产生多余的碳，然后就会出现夹碳现象。

而且呀，如果模样材料的密度不均匀，有些地方密度大，有些地方密度小，在铸造的时候，那些密度大的地方就可能会有更多的碳残留，导致夹碳。

还有哦，模样材料的透气性要是不好，在铸造的时候产生的气体就不能很好地排出去，那些气体就会把碳“困”在工件里，从而造成夹碳。

二、涂料方面涂料就像是给模样穿的一件保护衣，要是这件保护衣没选好或者没涂好，也会导致夹碳。

涂料的透气性差的话，模样分解产生的气体就难以通过涂料层排出，那碳就只能留在工件里了。

还有涂料的厚度也很关键呢，如果涂料涂得太厚，就像给模样裹了一层厚厚的棉被，气体很难穿透，碳也就出不去了。

相反，如果涂料涂得太薄，就起不到很好的阻挡作用，模样分解的残渣和碳就容易进入到铸件里，造成夹碳。

三、浇注工艺方面浇注的时候要是温度不合适，那夹碳就可能找上门来。

温度过高的时候，模样分解的速度会很快，产生的气体量突然增大，涂料层和型砂可能来不及让这些气体排出，碳就被留在工件里了。

浇注速度也很重要哦，如果浇注速度太快，就像洪水一下子涌进来，会把模样冲得乱七八糟，模样分解产生的碳就会被卷入到金属液中，造成夹碳。

而浇注速度太慢的话，模样在金属液中停留的时间过长，分解产生的碳也更容易被金属液吸收，导致夹碳。

四、型砂方面型砂的紧实度对夹碳也有影响。

如果型砂紧实度过高，型砂之间的空隙就会变小，模样分解产生的气体排出的通道就变窄了，碳就不容易出去。

型砂的透气性差也是个大问题，就像人在一个封闭的小房间里喘不过气一样，模样分解产生的气体在型砂里也会“憋得慌”，碳也就跟着被困住了。

另外，型砂中的水分含量要是不合适，比如说水分太多，在高温下会产生水蒸气，这些水蒸气会阻碍气体排出，进而导致夹碳。

消失模铸钢件增碳缺陷的研究概述
消失模铸钢件作为一种具有重要应用价值的金属成型材料，在近年来的发展过程中，主要被应用在机械制造、汽车制造、风能设备等行业。

然而，由于消失模铸钢件铸造工艺不断改进和发展，产品维护难度增加，铸造中会产生一些缺陷，如增碳缺陷，影响最终产品的性能。

因此，如何有效消除增碳缺陷，是广大研究者所需要去解决的一大问题。

消失模铸钢件增碳缺陷的产生，主要是由于铸造工艺不当，使得钢件在铸造过程中受到高温区域处于长时间的侵蚀，从而使钢件中C、Si、Mn等元素析出，形成晶界和脆性物质，从而形成增碳缺陷。

针对消失模铸钢件增碳缺陷，研究者们提出了多种多样的控制方法，可以大致概括为材料控制、过程控制和模具控制三类。

首先，在材料控制方面，主要是控制钢材的组成，从而避免元素析出，并确保钢材的结构稳定性；其次，在过程控制方面，主要是控制铸造温度，确保钢材的熔点低，并确保熔池的稳定性；最后，在模具控制方面，主要是控制模具的温度，确保模具表面一定的温度，从而避免温度过高或过低所引起的增碳缺陷。

此外，研究者们也对消失模铸钢件增碳缺陷进行了微观分析，并采取了帝国尔法分析及X射线衍射等检测技术，以确定增碳缺陷是由什么成分组成的，是其特定组合而形成的，从而更好的解决这个问题。

综上所述，消失模铸钢件增碳缺陷的研究存在着多种多样的控制方法，其中，材料控制、过程控制和模具控制等控制方法具有重要意
义。

另外，通过微观分析，确定增碳缺陷的特定成分和机理也是重要的，最终能够形成更全面的研究结果和技术指导。

消失模铸件增碳缺陷及其防止措施消失模铸钢件中，铸件的表面乃至整个断面的含碳量明显高于钢液的原始含碳量，从而造成铸件加工性能恶化而报废的现象称为增碳。

浇注过程中，泡沫模样受热汽化产生大量的液相聚苯乙烯、气相苯乙烯、苯及小分子气体（CH4、H2）等，沉积于涂层界面的固相碳和液相产物是铸件浇注和凝固过程中引起铸件增碳的主要原因。

采用增碳程度较轻的泡沫模样材料（如PMMA）、优化铸造工艺因素（浇注系统、涂料、真空度等）、开设排气通道、缩短打箱落砂时间等，都有利于有效控制铸钢件的增碳缺陷。

1、铸钢件增碳的机理泡沫模样材料都是含碳量很高的高分子材料，例如在聚苯乙烯分子中，碳的质量分数为92％，它与高温金属液接触时产生热解蒸气并最后析出大量活泼性很高的光亮碳粉。

这些热解产物一部分通过涂层向干砂型中扩散，一部分则向正在凝固的金属液中扩散，形成增碳层。

2、铸钢件增碳的影响因素凡是能影响金属与模样热解产物之间含碳量差值、浇注过程中热解产物的排出速度、热解产物与钢液或铸件相互作用时间，以及碳向钢液或铸件扩散热力学和动力学条件的因素，都会对铸钢件的增碳产生影响。

这些因素主要包括：（1）模样材料消失模铸造泡沫模样材料主要有：EPS（聚苯乙烯）、EPM-MA（聚甲基丙烯酸甲酯）、STMMA（共聚物，EPS∶EPMMA＝3∶7）等。

采用EPS材料时，出现增碳缺陷的可能大；而采用EPMMA材料，可大大减轻铸钢件的增碳缺陷；而STMMA材料综合了EPS和EPMMA的优点，为解决铸钢件增碳和气孔缺陷提供了可能。

用EPS与STMMA模件材料生产铸钢件时的增碳情况对比，如下表所示。

低碳钢消失模铸件增碳情况为了减少铸钢件的增碳，采用EPMMA或STMMA是十分有效的；但EPM-MA发气量大，发气速度也快，浇注时容易产生喷溅、呛火现象，造成气孔等缺陷；而STMMA则要好得多。

因此，STMMA 成为生产铸钢件的首选材料。

除模样材料种类的选择之外，模样的密度也是不可忽视的重要因素。

消失模铸造增碳倾向分析及预防措施
彭双兴;王自恒
【期刊名称】《金属加工：热加工》
【年(卷),期】2003(000)006
【总页数】2页(P66-67)
【作者】彭双兴;王自恒
【作者单位】河北唐钢集团金恒总公司机制分公司,唐山,063000;河北唐钢集团金恒总公司机制分公司,唐山,063000
【正文语种】中文
【中图分类】TG2
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5.消失模铸造去碳因素法防止铸钢增碳 [J], 陈杰;谌征;陈胜
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