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铸造工艺流程中的铸件缺陷分析与改进策略铸造工艺是一种重要的金属加工方法，用于制造各种形状的金属件。
然而，在铸造过程中，铸件缺陷是一个常见的问题，它会影响到铸件的质量和性能。
因此，对于铸造工艺流程中的铸件缺陷进行深入分析，并提出改进策略，对于提高铸件质量和工艺效率具有重要意义。
一、铸件缺陷的分类与原因分析在铸造工艺中，铸件缺陷可以分为表面缺陷和内部缺陷两类。
常见的表面缺陷包括气孔、砂眼、砂洞等；内部缺陷主要有夹杂物、孔洞、收缩系数不均匀等。
1.1 气孔气孔是铸造工艺中最常见的表面缺陷之一。
其形成的原因通常有两个方面，一是液态金属中溶解气体含量过高，二是在金属凝固过程中，气体生成而未能有效排除。
造成气孔的常见因素包括砂芯质量不佳、浇注温度过高、浇注速度过快等。
1.2 砂眼和砂洞砂眼是指铸件表面局部凹陷的缺陷，而砂洞是指铸件内部或边缘凹陷的缺陷。
主要原因包括模具缺陷、浇注系统设计不合理、浇注金属温度过低等。
1.3 夹杂物夹杂物是指铸件中存在的杂质，如炉渣、油污等。
其主要原因包括铁水净化不彻底、砂芯质量不佳等。
1.4 孔洞孔洞是指铸件内部存在的封闭空腔。
常见的孔洞形式包括气孔和收缩孔。
造成孔洞的原因主要有铁水中含气量高、铸型泥浆含水量高等。
1.5 收缩系数不均匀收缩系数不均匀是指铸件不同部位的收缩量不一致。
这可能会引起铸件的内部应力集中，从而导致开裂和变形。
收缩系数不均匀的原因包括铸造合金的特性、浇注温度的控制等。
二、改进策略为了减少铸件缺陷，提高铸件质量和工艺效率，以下是一些改进策略的具体措施：2.1 优化模具设计模具设计是影响铸件质量的关键因素之一。
通过优化模具结构、提高模具材料质量和表面光洁度，可以减少砂眼、砂洞等表面缺陷的产生。
2.2 控制浇注温度和速度浇注温度和速度对铸件质量有着直接的影响。
合理控制浇注温度和速度，可以降低气孔和夹杂物等缺陷的产生。
2.3 改进铸型材料和工艺选择合适的铸型材料，对铸件质量和工艺效率的提高至关重要。
压铸产品铸造缺陷产生原因及处理办法1、表面铸造缺陷1.2、气泡(1)特征：铸件表面有米粒大小隆起的表皮下形成的空洞。
(2)产生原因①合金液在压室充满度过低，易产生卷气，压射速度过高；②模具排气不良；③熔液未除气，熔炼温度过高；④模温过高，金属凝固时间不够，强度不够，而过早开模顶出铸件，受压气体膨胀起来；⑤脱模剂太多；⑥内浇道开设不良，充填方向交接。
(3)处理方法①改小压室直径，提高金属液充满度；②延长压射时间，降低第一阶段压射速度，改变低速与高速压射切换点；③降低模温，保持热平衡；④增设排气槽、溢流槽，充分排气，及时清除排气槽上的油污、废料；⑤调整熔炼工艺，进行除气处理；⑥留模时间适当延长；⑦减少脱模剂用量，尽量少用油脂脱模剂。
1.3、裂纹(1)特征①铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路，狭小而长，在外力作用下有发展趋势；②冷裂纹开裂处金属没被氧化；③热裂纹开裂处金属已被氧化。
(2)产生原因①合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的塑性；②模具，特别是模腔整体温度太低；③铸件壁厚、薄存有剧烈变化之处，收缩受阻，尖角部位形成应力；④留模时间过长，应力大；⑤顶出时受力不均匀。
(3)处理方法：①正确控制合金成分，②改变铸件结构，加大圆角，改变出模斜度，减少壁厚差；③变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀；④缩短开模及抽芯时间；⑤提高模温，保持模具热平衡。
1.6、冷隔(1)特征：压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性纹路(有穿透与不穿透2种)形状细小而狭长，有的交接边缘光滑，在外力作用下有发展的可能。
(2)产生原因①两股金属流相互对接，但未完全熔合而又无夹杂存在其间，两股金属结合力很薄弱；②浇注温度或压铸模温度偏低；③选择合金不当，流动性差；④浇道位置不对或流路过长；⑤充填速度低，压射比压低。
(3)处理方法①适当提高浇注温度和模具温度；②提高压射比压，缩短充填时间；③提高压射速度，同时加大内浇道截面积；④改善排气、填充条件；⑤正确选用合金，提高合金流动性。
压铸件成型过程主要缺陷和改善对策压铸件缺陷：一、流痕或条纹。
特征：铸件表面上呈现与金属液流动方向相一致的，用手感觉得出的局部下陷光滑纹路。
此缺陷无发展方向，用抛光法能去处。
产生原因1、两股金属流不同步充满型腔而留下的痕迹。
2、模具温度低，如锌合金模温低于150℃，铝合金模温低于180℃，都易产生这类缺陷。
3、填充速度太高。
4、涂料用量过多。
排除措施1、调整内浇口截面积或位置。
2、调整模具温度，增大溢流槽。
3、适当调整填充速度以改变金属液填充型腔的流态。
4、涂料使用薄而均匀。
二、冷隔或冷接（对接）。
特征：温度较低的金属流互相对接但未熔合而出现的缝隙，呈不规则的线形，有穿透的和不穿透的两种，在外力的作用下有发展的趋势。
产生原因1、金属液浇注温度低或模具温度低。
2、合金成分不符合标准，流动性差。
3、金属液分股填充，熔合不良。
4、浇口不合理，流程太长。
5、填充速度低或排气不良。
6、比压偏低。
排除措施1、适当提高浇注温度和模具温度。
2、改变合金成分，提高流动性。
3、改进浇注系统，改善填充条件。
4、改善排溢条件，增大溢流量。
5、提高压射速度，改善排气条件。
6、提高比压三、擦伤或拉力、拉痕、粘模伤痕。
特征：顺着脱模方向，由于金属粘附，模具制造斜度太小而造成铸件表面的拉伤痕迹，严重时成为拉伤面。
产生原因1、型芯、型壁的铸造斜度太小或出现倒斜度。
2、型芯、型壁有压伤痕。
3、合金粘附模具。
4、铸件顶出偏斜，或型芯轴线偏斜。
5、型壁表面粗糙。
6、涂料常喷涂不到。
7、铝合金中含铁量低于0.6%。
排除措施1、修正模具，保证制造斜度。
2、打光压痕。
3、合理设计浇注系统，避免金属流对冲型芯、型壁，适当降低填充速度。
4、修正模具结构。
5、打光表面。
6、涂料用量薄而均匀，不能漏喷涂料。
7、适当增加含铁量至0.6~0.8%。
四、凹陷或缩凹、缩陷、憋气、塌边。
特征：铸件平滑表面上出现的凹瘪的部分，其表面呈自然冷却状态。
产生原因1、铸件结构设计不合理，有局部厚实部位，产生热节。
冶金冶炼M etallurgical smelting 低压铸造铝合金缺陷分析与热处理工艺研究谢志强（福建华威钜全精工科技有限公司，福建 福州 ３５００００）摘 要：我国经济在工业推动下快速发展，成功将“中国制造”品牌推向全球。
在全球化经济影响下，我国若想进一步提升经济水平，就要需要从提升工业产品质量的角度出发，用优质产品拓宽营销渠道，从而做到全方位发展。
本文以此为指导思想，重点关注利用低压铸造工艺生产铝合金产生的质量缺陷，并对其热处理工艺详细分析，旨在为我国工业生产贡献力量。
关键词：低压铸造；缺陷分析；热处理中图分类号：ＴＧ２４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）２１－０００７－２Defect analysis and heat treatment process of low pressure casting aluminum alloyXIE Zhi-qiang（Ｆｕｊｉａｎ Ｈｕａｗｅｉ Ｊｕｑｕａｎ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｍｙ ｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓ ｅｃｏｎｏｍｙ ｈａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｍｐｅｔｕｓ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ａｎｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｔｈｅ ＂Ｍａｄｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ＂ ｂｒａｎｄ ｔｏ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｉｆ ｍｙ ｃｏｕｎｔｒｙ ｗａｎｔｓ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｅｖｅｌ， ｉｔ ｍｕｓｔ ｓｔａｒｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ｂｒｏａｄｅｎ ｍａｒｋｅｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ａｌｌ－ｒｏｕｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｉｓ ａｓ ｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｉｄｅｏｌｏｇｙ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｆｅｃｔｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｂｙ ｔｈｅ ｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｉｔｓ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ， ａｉｍｉｎｇ ｔｏ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅ ｔｏ ｍｙ ｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Keywords: ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｓｔｉｎｇ； Ｄｅｆｅｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ在现代各类科技的指导下完成理论研究后，便开始大量投入工业生产之中。
针对底座铸件Cu偏析缺陷的工艺优化作者：谢懿邵军杨扑松来源：《科学与财富》2018年第20期摘要：差压铸造ZL201A合金底座铸件探伤时，发现部分铸件上平板面存在缩孔型Cu、Ti偏析。
由于薄厚交替处最后凝固，补缩困难，Cu含量较高；Cu全部富集在缩孔处。
通过工艺优化，合理设计浇注系统和使用冷铁，严格控制合金中Cu含量，可防止此类缺陷的产生。
主题词：ZL201A合金；缩孔；Cu偏析；形成机理1 引言ZL201A合金是Al-Cu-Mn系高强优质铸造铝合金，该合金在室温和高温下的力学性能较高，塑性及冲击韧度较好，焊接性能和切削加工性能优异，在航空、航天及重要受力结构件中有着广泛的使用[1]。
但由于该合金的结晶范围较宽，收缩大，易产生缩孔、疏松和偏析等铸造缺陷。
本文以底座铸件为研究对象，通过改进浇注系统、改变浇注温度和增加冷铁等方式，改变该铸件的凝固方式，探讨分析了偏析缺陷的形成机理和防止措施。
2 底座铸件原工艺方案2.1 底座铸件结构底座属于“帽状”壳体类铸件，大概轮廓尺寸Φ396mm×Φ210mm×147mm，铸件结构如图1所示。
铸件材质为ZL201A，执行GB/T1173-2013，化学成分要求见表1，力学性能要求见表2。
2.2 原工艺方案造型采用三箱造型，粘土砂实样成型，大圆盘朝下，内浇口放置于中下箱中，由竖直筒体外圆周面切向进入，在铸件上部的小圆盘顶部加一圆锥形冒口。
浇注方式为压差浇注。
2.3 缺陷表现及分析底座铸件探伤时，发现铸件上部的小圆盘面上存在铸造缩孔型偏析，呈弥散分布.经分析为小圆盘与竖直筒体壁形成局部热节，最后凝固，造成此处在凝固时得不到液体补偿，同时在平面上放置了冷铁，导致小圆盘的Cu元素在成分过冷的影响下全部存在于热节内，填补了缩孔。
3 缩孔型偏析机理分析ZL201A合金的结晶温度较宽，由于冷却速率不一致导致合金以糊状凝固方式进行凝固，在先形成的网络状骨架存在的缝隙处很容易被后期低熔点的共晶液相填充，分布不均，继而在冷却后很容易形成共晶偏析，如果此时液体不足以完全填充满，在凝固完毕后形成疏松、缩松；若补缩通道已经封闭，裂开的缝隙处得不到低熔点液体补充，则形成裂纹[2，3]。
铸件缺陷及解决方法铸件缺陷及解决方法铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，下面是店铺精心整理的铸件缺陷及解决方法，仅供参考，希望能够帮助到大家。
铸件缺陷及解决方法一、铸件表面有花纹，并有金属流痕迹?产生原因:1、通往铸件进口处流道太浅.2、压射比压太大，致使金属流速过高，引起金属液的飞溅.调整方法:1、加深浇口流道.2、减少压射比压.二、铸件表面有细小的凸瘤产生原因：1、表面粗糙。
2、型腔内表面有划痕或凹坑、裂纹产生。
调整方法:1、抛光型腔。
2、更换型腔或修补。
.三、铸件表面有推杆印痕，表面不光洁，粗糙。
产生原因：1、推件杆（顶杆）太长；2、型腔表面粗糙，或有杂物。
调整方法:1、调整推件杆长度。
2、抛光型腔，清除杂物及油污。
四、铸件表面有裂纹或局部变形，产生原因：1、顶料杆分布不均或数量不够，受力不均：2、推料杆固定板在工作时偏斜，致使一面受力大，一面受力小，使产品变形及产生裂纹。
3、铸件壁太薄，收缩后变形。
调整方法:1、增加顶料杆数量，调整其分布位置，使铸件顶出受力均衡。
2、调整及重新安装推杆固定板。
五、压铸件表面有气孔，产生原因：1、润滑剂太多。
2、排气孔被堵死，气孔排不出来。
调整方法:1、合理使用润滑剂。
2、增设及修复排气孔，使其排气通畅。
六、铸件表面有缩孔：产生原因：压铸件工艺性不合理，壁厚薄变化太大。
金属液温度太高。
调整方法:1、在壁厚的地方，增加工艺孔，使之薄厚均匀。
2、降低金属液温度。
七、铸件外轮廓不清晰，成不了形，局部欠料，产生原因：1、压铸机压力不够，压射比压太低。
2、进料口厚度太大；3、浇口位置不正确，使金属发生正面冲击。
调整方法:1、更换压铸比压大的压铸机；2、减小进料口流道厚度；3、改变浇口位置，防止对铸件正面冲击。
八、铸件部分未成形，型腔充不满，产生原因：1、压铸模温度太低；2、金属液温度低；3、压机压力太小，4、金属液不足，压射速度太高；5、空气排不出来。
调整方法:1、 2、提高压铸模，金属液温度；3、更换大压力压铸机。
低压铸造ZL201A铸件缺陷分析及工艺优化
张西生;古良;张锐
【摘要】针对铸件在低压铸造过程中产生的裂纹、缩松缺陷的情况,分析了该铸件产生缺陷的原因,通过采取优化浇注系统结构,增加内浇道,改变冷铁材质,以及优化低压铸造参数等工艺措施,成功解决了铸件缩松及裂纹等缺陷,生产出了满足使用要求
的铸件.
【期刊名称】《金属加工：热加工》
【年(卷),期】2015(000)023
【总页数】3页(P18-20)
【作者】张西生;古良;张锐
【作者单位】陕西黄河集团;陕西黄河集团;陕西黄河集团
【正文语种】中文
ZL201A合金是一种传统的高强韧铸造铝合金，具有非常好的强度、塑性、韧性，因此在航空航天领域应用广泛。
但由于该合金为Al-Cu-Mn系合金，结晶温度范
围宽，以粥状方式凝固，铸造性能差，流动性不好，收缩大，在结晶时易产生缩松、裂纹和偏析等铸造缺陷，其中裂纹、缩松是Zl201A合金铸件最常见的缺陷。
其化学成分见表1。
该铸件为某产品出弹圆盘体，铸件材料为ZL201A，最大轮廓尺寸为
φ912mm×90mm，结构如图1所示。
铸件最大壁厚为46mm，最小壁厚为
13mm，铸件重量为96kg。
由于铸件尺寸较大，且壁厚不均匀，考虑到铸件使用
要求较高，要求整体X射线无损检测后无裂纹、缩松等铸造缺陷，生产中采用低压铸造，以此减少铸件凝固时产生的热裂倾向，提高铸件内部质量。
该铸件实际生产中，经X射线检测发现，铸件的缩松和裂纹常出现在铸件的受力拉筋上（见图2、图3），而且多出现在铸件薄厚壁过渡区域。
缺陷的主要特征如下：
（1）缺陷区域宏观组织形貌为线状缩松和裂纹掺杂在一起，断口有氧化现象。
（2）缺陷位置主要位于铸件里面与平面交界的根部应力集中部位，且接近厚薄变化部位。
（3）裂纹组织形貌为鱼骨状，且主要分布在晶界上。
通过对该铸件缺陷的出现位置和断口形貌分析，出现上述缺
陷的原因主要是合金补缩不到位，造成铸件凝固时没有足够的铝液补充，从而使铸件壁厚较大的热节部位比内浇口后凝固，从而造成铸件该部位缩松、裂纹，进而导致铸件上出现穿透性裂纹，严重影响了铸件质量。
铸件原浇注参数及浇注系统设计：该铸件采用树脂砂低压铸造方式浇注来保证铸件质量，铸件在压力下充型及凝固，使铸件的致密性得到提高，减少铸件内部缺陷。
浇注过程分为升液→充型→增压Ⅰ→结壳→增压Ⅱ→保压，具体参数见表2。
浇注系统采用底注充型，浇注系统主要结构为直浇道、横浇道、内浇道。
浇注系统内浇道分布如图4所示。
内浇道数量为20个，大端截面尺寸为50mm×20mm，小端截面尺寸为
50mm×12mm，高为40mm；对于热节较大的铸件上部，采用铝冷铁激冷，使铸件形成从上到下的顺序凝固，最后凝固的为热节最大的横浇道。
根据上述缺陷分析，造成铸件缩松和裂纹的主要原因：①铸件凝固过程中增压压力不足。
②铸件浇注系统中内浇道较少，且分布不合理。
③热节较大部位冷铁激冷效果不好。
针对上述原因分析，主要采取以下措施来改善铸造质量。
（1）提高结壳速率，减少结壳时间，加大增压Ⅱ过程增压速率，使铸件得到充分补缩，防止铸件在凝固时因补缩不足引起的缩松、裂纹等缺陷。
优化参数见表3。
（2）改变铸件浇注系统内浇道分布，让内浇道位置处于铸件的热节部位和壁厚突变部位，同时增加内浇道数量和尺寸，使单位时间内铸件的进铝量增加，以起到更好的补缩作用。
将内浇道数量增加为45个，其中内浇口A为37个，大端截面尺寸为60mm×20mm，小端截面尺寸为60mm×12mm。
内浇道B为8个，大端
截面尺寸为120mm×20mm，小端截面尺寸为120mm×12mm，高度均为
40mm。
如图5所示。
（3）原铸件热节较大部位和壁厚较厚部位的冷铁为厚度15mm的铝合金冷铁，
换成厚度为15mm的钢质冷铁，激冷效果更好，使铸件远离浇口和不容易补缩的部位先凝固，从而使铸件整体的凝固符合顺序凝固原则。
按照优化改进后的工艺方案生产出的铸件如图6所示，外观
质量良好。
经X射线检测，铸件本体未见缩松、裂纹等缺陷，铸件尺寸及内部质
量要求均满足设计要求。
通过对该铸件产生缩松、裂纹等缺陷进行分析，在原工艺的基础上加大了铸件凝固时铸件型腔的压力，增加了单位时间内的铝液进入量，使铸件凝固时得到充分补缩，对铸件不易补缩部位采取更好的激冷措施，能够有效地解决铸件厚大部位和壁厚突变等区域缩松、裂纹等缺陷，从而可大幅提高铸件的产品质量。
【相关文献】
[1] 李宏英，赵志成. 铸造工艺设计[M]．北京：机械工业出版社，2006．
[2] 董秀琦．低压及差压铸造理论与实践 [M]．北京：机械工业出版社，2003．
[3] 郭忠民，陈大胜. 薄壁复杂铝合金铸件低压铸造工艺实践[J]．压铸，2007，28(7)：62-64．
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[5] 毛卫民，赵新兵. 金属的再结晶与晶粒长大[M]．北京：冶金工业出版社，1994．。
