球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策共30页文档

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。

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。

球墨铸铁件表面缺陷清华大学于震宗引言球墨铸铁件的缺陷分为表面缺陷和内在缺陷两大类，后者即有关金属材质方面的缺陷，不属于本文范围内。

本文内容重点是砂型铸件的表面缺陷，包括用湿型砂、水玻璃砂、树脂砂等砂型和砂芯生产的铸件。

砂型球墨铸件的表面缺陷有多种，本文仅选择①粘砂，②砂孔和渣孔，③夹砂，④气孔，⑤胀砂、缩孔和缩松等缺陷进行讨论。

有的缺陷如灰班虽然发生在铸件表面上，而产生原因完全属于材质方面，则不包括在本文内：一. 球墨铸件气孔缺陷气孔是最难分析其形成原因和最难找出防治方法的铸件缺陷。

这是因为气孔的形成原因很多，从外观上又不易分清气孔是属于那种类型的。

虽然采用扫描电镜和能谱等微观分析方法有助于估计气孔的产生原因，但是这些先进的技术都还处于研究阶段，大多数铸造工厂尚难在生产中利用。

根据气孔发生机理，可分为裹入、侵入、析出和反应四类气孔。

其中裹入气孔是浇注时金属液中裹带着空气泡，随着液流进入型腔中而产生的气孔缺陷。

侵入气孔是铸件表面凝固成壳以前，砂型、砂芯等造型材料受热产生的气体侵入金属液中，形成气泡而产生的气孔球铁铸件最常遇到的气孔缺陷是反应气孔和析出气孔。

以下将分别讨论：1. 析出气孔金属液中溶解的原子态氢、氮气体元素，随金属温度下降而溶解度逐渐减小。

下降至结晶温度或凝固温度时，溶解度突然变小，氢、氮以分子态气相析出形成气泡，使铸件产生气孔，称为析出气孔。

生产铸铁的工厂中，最常见的析出气孔是使用树脂砂型和砂芯造成氨氮气孔，也有来自炉料和增碳剂的氮气孔。

①氨氮酚醛树脂覆膜砂的硬化剂为乌洛托平（六亚甲基四胺(CH2)6N4）。

铸铁件用热芯盒呋喃树脂含有尿素（CO(NH2)2）。

硬化剂用含有尿素和NH4Cl的水溶液。

冷芯盒和自硬砂用酚醛脲烷树脂的聚异氰酸酯组分中含有-RNCO基团。

上述树脂砂都含有多少不等的氨或胺，都是引起析出气孔的根源。

所含氮不同于空气中的氮，大气中78％是由氮组成，并不引起析出气孔缺陷。

一、概述复相球墨铸铁磨球是我厂于2000年开发的新产品，用于原低合金磨球的升级换代。

我厂年产该类磨球量近万吨，在实际生产中，由于不同种类缺陷的存在，使磨球在实际工况条件下常出现不耐磨、失圆等影响磨球使用寿命的不利因素，为此有必要对各类缺陷进行分析，并制定相应的防止方法，用于指导生产实践。

二、常见缺陷及特征1．球化不良和球化衰退二者缺陷特征相同。

(1)宏观特征铸件断口为银灰色上分布芝麻状黑色斑点，其数量多、直径大，表明程度严重。

若全部呈暗灰色粗晶粒，表明球化不完全。

(2)金相组织集中分布大量厚片状石墨，其数量越多、面积越大，表明程度越严重，球化不完全时呈片状石墨。

(3)产生原因原铁液含硫高，以及严重氧化的炉料中含有过量反球化元素；处理后铁液残留镁和稀土量过低。

铁液中溶解氧量偏高是球化不良的重要原因。

选用低硫焦炭和金属炉料，必要时进行脱硫处理。

另外，应进行废钢除锈，以及增加球化剂中稀土元素用量，严格控制球化工艺。

2．缩孔和缩松特征和产生原因：缩孔产生于铁液温度下降发生一次收缩阶段。

如大气压把表面凝固薄层压陷，则呈现表面凹陷及局部热节凹陷，否则铁液中气体析出至顶部壳中聚集成含气孔的内壁光滑的暗缩孔，有时也与外界相通形成明缩孔，则内表面虽也光滑，但已被氧化。

球墨铸铁共晶凝固时间比灰铸铁长，呈粥状凝固，凝固外壳较薄弱，二次膨胀时在石墨化膨胀力作用下使外壳膨胀，松弛了内部压力。

因此在二次收缩过程中，最后凝固的热节部位内部压力低于大气压，被树枝晶分隔的小熔池处成为真空区，完全凝固后成为孔壁粗糙且排满树枝晶的疏松孔，即缩松缺陷。

宏观缩松产生于热节区残余铁液开始大量凝固的早期，包括了残余铁液的一次收缩和二次收缩，因而尺寸略大且内壁排满枝晶，呈灰暗疏松孔或蝇脚痕状黑点；微观缩松产生于二次收缩末期，共晶团或其集团间的铁液在负压下得不到补缩凝固收缩而成，常见于厚断面处。

3．皮下气孔(1)形貌特征铸件表皮下2～3mm处均匀或蜂窝状分布的球形、椭圆状或针孔状内壁光滑孔洞，直径0.5～3mm，可在热处理和抛丸清理后暴露或机加工时发现，小件中较多。

球墨铸铁件表面缺陷清华大学于震宗引言球墨铸铁件的缺陷分为表面缺陷和内在缺陷两大类，后者即有关金属材质方面的缺陷，不属于本文范围内。

本文内容重点是砂型铸件的表面缺陷，包括用湿型砂、水玻璃砂、树脂砂等砂型和砂芯生产的铸件。

砂型球墨铸件的表面缺陷有多种，本文仅选择①粘砂，②砂孔和渣孔，③夹砂，④气孔，⑤胀砂、缩孔和缩松等缺陷进行讨论。

有的缺陷如灰班虽然发生在铸件表面上，而产生原因完全属于材质方面，则不包括在本文内：一. 球墨铸件气孔缺陷气孔是最难分析其形成原因和最难找出防治方法的铸件缺陷。

这是因为气孔的形成原因很多，从外观上又不易分清气孔是属于那种类型的。

虽然采用扫描电镜和能谱等微观分析方法有助于估计气孔的产生原因，但是这些先进的技术都还处于研究阶段，大多数铸造工厂尚难在生产中利用。

根据气孔发生机理，可分为裹入、侵入、析出和反应四类气孔。

其中裹入气孔是浇注时金属液中裹带着空气泡，随着液流进入型腔中而产生的气孔缺陷。

侵入气孔是铸件表面凝固成壳以前，砂型、砂芯等造型材料受热产生的气体侵入金属液中，形成气泡而产生的气孔球铁铸件最常遇到的气孔缺陷是反应气孔和析出气孔。

以下将分别讨论：1. 析出气孔金属液中溶解的原子态氢、氮气体元素，随金属温度下降而溶解度逐渐减小。

下降至结晶温度或凝固温度时，溶解度突然变小，氢、氮以分子态气相析出形成气泡，使铸件产生气孔，称为析出气孔。

生产铸铁的工厂中，最常见的析出气孔是使用树脂砂型和砂芯造成氨氮气孔，也有来自炉料和增碳剂的氮气孔。

①氨氮酚醛树脂覆膜砂的硬化剂为乌洛托平（六亚甲基四胺(CH2)6N4）。

铸铁件用热芯盒呋喃树脂含有尿素（CO(NH2)2）。

硬化剂用含有尿素和NH4Cl的水溶液。

冷芯盒和自硬砂用酚醛脲烷树脂的聚异氰酸酯组分中含有-RNCO基团。

上述树脂砂都含有多少不等的氨或胺，都是引起析出气孔的根源。

所含氮不同于空气中的氮，大气中78％是由氮组成，并不引起析出气孔缺陷。

球墨铸铁常见的铸造缺陷
球墨铸铁是一种常见的工程材料，但是在铸造过程中常常会出现一些缺陷，影响其质量和使用效果。

下面列举了一些常见的球墨铸铁铸造缺陷：
1. 气孔：由于铸造过程中气体或挥发性物质不能完全排除，导致球墨铸铁表面或内部出现气孔，影响其力学性能和耐腐蚀性能。

2. 碳化物：球墨铸铁中的碳化物会影响其机械性能和表面质量，表现为黑斑或黑点。

这种缺陷通常是由于铸造温度过高或冷却速度过快导致的。

3. 夹杂物：球墨铸铁中的夹杂物是由于杂质或异物进入铸造过程中而产生的，会影响其力学性能和表面质量。

4. 砂眼：球墨铸铁中的砂眼通常是由于铸造温度不足、冷却速度过慢或铸型结构不合理等原因造成的。

砂眼会影响球墨铸铁的密度和表面平整度。

5. 疏松：球墨铸铁中的疏松通常是由于铸造时液态金属流动不畅或冷却速度过快导致的。

疏松会影响球墨铸铁的力学性能和耐腐蚀性能。

以上是一些球墨铸铁常见的铸造缺陷，铸造厂和使用者应注意这些缺陷的防范和检测，提高球墨铸铁的质量和使用效果。

- 1 -。

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。

球墨铸铁做齿轮的缺陷球墨铸铁是一种经过球化处理后的铸铁材料，其特点在于具有球状石墨形态，这种球状结构使得材料在强度、韧性、导热性能等方面具有优良的性能。

但是在实际的生产加工过程中，铸造厂家也会遇到一些麻烦。

为了帮助解决这些困难，铸造厂家根据自身生产情况带大家找到具体的解决办法。

1、球化不良和球化退化特征：断口银灰色，分布芝麻状黑斑点。

金相组织分布大量厚片石墨。

原因：原铁液含硫高，过量反球化元素。

建议选用低硫焦炭，脱硫处理，必要时增加球化剂稀土量，控制冲天炉鼓风强度和料位。

2、缩孔和缩松特征：缩孔发生于第一次收缩阶段。

表面凹陷及局部热节凹陷，含气孔的暗缩孔，内壁粗糙。

缩松发生于第二次收缩阶段。

被树枝晶分割的溶池处成为真空，凝固后的孔壁粗糙、排满树枝晶的疏松孔为缩松。

原因：碳当量低，磷含量高，增加缩孔缩松倾向。

措施：提高铸型刚度，如使用树脂砂，提高铁液碳当量。

3、石墨漂浮特征：冷却过程中的过共晶铁液首先析出石墨球，上浮聚集成石墨漂浮，分布于铸件最后部位的上部的冒口处。

微观观察石墨球串接呈开花状。

原因：碳当量和稀土残留量高，炉料原始尺寸大、数量多，都可能增加石墨漂浮。

措施：建议C<4%，控制稀土含量，注意原生铁与其他炉料的搭配。

4、反白口特征：宏观断面为界限清晰的白亮块，呈方向性白亮针，出现于热节中心。

金相观察为过冷密集细针状渗碳体。

原因：凝固热节中心偏析富镁、稀土、锰等白口化元素，孕育不足或大件冷却速度快等。

措施：保证球化前提下减少残留稀土镁，防止炉料内的强烈白口化元素，强化孕育，提高小件铸件温度。

5、夹渣特征：浇铸位置上表面或死角处，断面呈暗黑无光泽、深浅不一的夹杂物，金相为可见、块状夹杂物。

原因：形成一次夹渣的重要原因是原铁液含硫量高、氧化严重；二次夹渣主要原因是镁残留量过高，提高了氧化膜形成温度。

措施：降低原铁液硫、氧含量，保证球化时降低镁残留量，加入适量稀土降低形膜温度。

浇铸系统应使充型平稳，夹渣部位设集渣冒口。

球墨铸铁件常见缺陷的分析与对策(7)浇冒口：浇冒口若设计分歧理，会孕育发生浇注时间太长、铁液飞溅以及卷入空气，使镁、稀土氧化紧张。

(1)碳当量：提高碳量，增大了青灰化膨胀，可削减缩孔缩松。

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，不应使铸件孕育发生青灰漂浮等其他缺陷。

⑵磷：铁液中含磷量偏高，使凝固范围扩展，同时低熔点磷共晶在最后凝固时得不到补足，以及使铸件外壳变弱，因此有增大缩孔、缩松孕育发生的倾向。

一般工厂控制含磷量小于0 08%。

3 青灰漂浮(10)浇冒口：合理设计浇冒口，使铁液平顺浇注，并具有较强的挡渣功能；同时，适当增加直浇道和冒口的高度，以增加金属液的静压力。

⑵控制稀土的加入量：在保证球化的前提下，加入量要少。

(1)硅：硅的氧化物也是夹渣的主要组成部门，因此尽可能降低含硅量。

(8)型砂含水率：铸型孕育发生皮下气眼的倾向按下面所开列顺序依次减小：湿型、干型、水玻璃型、壳型。

司乃潮的研究也证了然这一点，即跟着型砂水分的提高，球铁孕育发生皮下气眼的倾向增大，而当型砂水分小于4 .8%时，皮下气眼率靠近于零。

⑵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。

(4)注意处理温度。

出炉温度应低于1460℃，以防球化剂紧张烧损；要防止高温下的氧化征象，盖好覆盖球化剂的铁板(厚度应>3ｍｍ)；铁液扒渣后应用草木灰等盖好；当铁液温度>1350℃出现球化不良及衰退时，可补加球化剂；而当<1350℃时就不能补加球化剂，也不得浇注球铁件，只能补加其它铁液浇注不重要的灰铸铁件或芯骨等。

⑵硅：在碳当量不变的条件下，适当降低含硅量，有助于降低孕育发生青灰漂浮的倾向。

(4)浇注温度：浇注温度过低时，金属液内的金属氧化物等因金属液的粘度过高，不容易上浮至表面而残留在金属液内；温度过高时，金属液表面的熔渣变得太淡薄，不容易自液体表面去除，往往随金属液流入型内。

球墨铸铁件缺陷产生的原因与预防措施（3）球墨铸铁件缺陷产生的原因与预防措施(5)必要情况下，可以加入钼等反石墨化元素，提高碳在铁液中的溶解度，从而减少石墨析出。

4 皮下气孔4. 1 影响因素(1)碳当量：适当增加含硅量有助于皮下气孔的减少。

同时，在硅量保持不变的情况下，随着含碳量的增加，球铁中皮下气孔的个数呈现出单峰曲线，且峰值点总保持在共晶点左右，因此，最好将碳硅含量选择得高一些，以使球铁的碳当量稍大于共晶点。

(2)硫：硫高会引起皮下气孔等缺陷，这是因为产生Ｈ2Ｓ气体而形成。

当含硫量超过0.094%时就会产生皮下气孔，含硫量越高，情况越严重。

(3)稀土:铁液中加入稀土元素能脱氧、脱硫，提高铁液表面张力，因此有利于防止产生皮下气孔。

但稀土含量太高，会增加铁液中氧化物的含量，使气泡外来核心增加，皮下气孔率增加。

残余稀土量应控制在0.043%以下。

(4)镁：过高的镁将会加剧铁液的吸氢倾向，大量的镁气泡和氧化物进入型腔，增加气泡的外来核心；此外镁蒸汽直接与砂型中的水分作用，产生ＭｇＯ烟气及氢气，也会产生皮下气孔。

试验表明，残镁量大于0.05%后便易出现皮下气孔，残镁越高越严重。

因此在保证球化基础上，尽量降低残留镁量。

(5)铝：铁液中的铝是铸件产生氢气孔的主要原因。

据报道,当湿型铸造球墨铸铁的残留铝量为0.030%～0.050%时，将产生皮下气孔。

e.r.kaczmarek等人研究认为，铁液与铸型中的水反应生成ＦｅＯ与Ｈ2，由于铝的脱氧作用，又生成Ａｌ2Ｏ3，其即为气泡生成的核心而又能吸附一定的气体，增加了球铁产生皮下气孔的倾向。

但是在减少渣中的`ＦｅＯ成分时，镁的存在使得铝显得多余，故铝的敏感含量是有一定范围的。

(6)壁厚：皮下气孔还有“壁厚效应”特征，即气孔的产生在一定壁厚范围内，实际上这与铸件的凝固速度有关。

铸件壁厚大时，其凝固结皮时间推迟，有利于气泡逸出。

因此，一般来说壁厚小于6ｍｍ或大于25ｍｍ时不易产生皮下气孔。

文章编号:1007-967X(2009)05-0031-02球墨铸铁的常见缺陷及防止方法3田承飞(中冶葫芦岛有色金属集团有限公司,辽宁葫芦岛125003)摘　要:本文通过对球墨铸铁的常见缺陷原因进行了分析,找出了解决问题的方法。

由于铸造工序复杂,每一点疏漏都会给铸件带来不良影响,如型砂水分、浇铸温度、浇铸系统等。

因此,每一工序都必须认真操作,才能获得健全铸件。

关键词:球墨铸铁;缺陷;气孔中图分类号:TG143.5 文献标识码:A0　前　言球墨铸铁因其具有良好的减震性能、韧性及成本低廉等优点而越来越受到人们的重视,应用范围越来越广。

但一些铸造缺陷始终困扰着我们,在一定程度上制约了球墨铸铁的生产和应用。

葫芦岛有色金属集团有限公司技术人员经过多年的实践,积累了丰富的经验,使一些铸造缺陷得到了较好的解决。

1　球墨铸铁常见铸造缺陷1.1　气　孔气孔是球墨铸铁最常见的缺陷之一,气孔种类主要有三种。

1.1.1　侵入性气孔外界气体侵入金属液中形成气孔。

气孔一般在铸铁表面,靠近铸型或砂型表面,多呈集中孔洞,呈梨形、椭圆形、扁平圆形。

1.1.2　析出性气孔金属液在冷却和凝固过程中,因气体溶解度下降,析出气体来不及排除,铸件因此而产生的气孔。

这种气孔多发生在铸件最后凝固部位,冒口附近、热节中心部位最为密集,多呈分散的小圆孔。

形状呈团球形、断裂状多角形、断续裂纹状及混合型。

1.1.3　反应性气孔金属液与铸型之间或金属液内部发生化学反应。

一类是金属、铸型间的反应;另一类是金属液内部化学成分之间或化学成分与非金属夹杂物发生化学反应,产生蜂窝状气孔,呈梨状或团球形均匀分布。

这种气孔一般位于铸件表皮下,常为针状或蝌蚪状,称为针孔或皮下气孔。

1.2　夹　杂金属液中物质之间或金属液中物质与铸型物质之间发生的化学反应而生成的固态物质。

铸件中通常存在包含有渣、砂、涂料、氧化物、硫化物等非金属杂物。

夹杂物过分集中便形成渣孔或砂眼,导致铸件报废。

球墨铸铁常见缺陷及防止措施一、石墨漂浮(1)产生原因。

通常认为,石墨漂浮的产生过程是由于碳、硅含量高,铁液冷却速度缓慢,析出多量的大径石墨,并在铸件上部偏析而集聚。

石墨漂浮的产生主要与碳当量有关。

除了碳当量过高,还与铁液中存在过多的氧化物浮渣和硫化物浮渣有关,由于它们的存在而加剧了石墨的漂浮。

(2)防止措施。

一是Mn量限制在最低的需求量,并尽量降低原铁液的S量。

二是控制残余稀土含量,其含量(质量分数)应<0.06%。

三是保持在还原性气氛中熔炼。

四是浇包应清铲干净,彻底去除残渣。

五是用纯镁处理时要扒尽铁液表面的浮渣。

六是孕育处理要迅速搅拌,充分除渣。

七是在高温(1480℃～1510℃)下孕育。

八是采用高温熔炼,低温浇注。

九是尽量加快铸件的凝固速度,例如在铸件厚壁处设置冷铁。

十是在生产特大断面铸件时,可添加适量的石墨化阻碍元素。

二、缩孔缩松(1)产生原因。

由于球墨铸铁成糊状凝固,凝固过程有很大的共晶膨胀力,当铸型刚度较小时,促使铸件外形胀大,结果使铸件最后凝固的部位得不到足够的液态金属补偿而形成的。

(2)防止措施。

一是控制铁液成分:保持较高的碳当量(>39%);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%。

二是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。

三是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。

四是浇注温度。

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。

五是铸型。

提高砂箱的刚度和型砂紧实度,保证铸型有足够的刚度。

三、皮下气孔(1)产生原因。

球墨铸铁皮下气孔产生的原因很多,一般情况下,针状气孔往往是H2或CO造成的,主要是球化后残留Mg和砂型中水分生成的H2。

较大的气孔往往呈椭球形。

产生的原因较多,但大多是浇铸时产生的。