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铸件缺陷分析与防止铸件缺陷分析与防止内容提要§ 1 铸件尺寸超差1) 模料及制模工艺对铸件尺寸的影响2) 浇注条件对铸件尺寸的影响§ 2 铸件表面粗糙1) 影响熔模表面粗糙度的因素2) 影响型壳表面粗糙度的因素3) 其它影响表面粗糙度的因素§ 3 铸件表面缺陷1) 粘砂2) 夹砂、鼠尾和凹陷3) 斑纹4) 麻点5) 金属刺（毛刺）6) 金属珠（铁豆）4 孔洞类缺陷1) 气孔（集中气孔）2) 弥散型气孔3) 缩孔、缩松4) 缩陷§ 5 裂纹和变形1) 热裂、冷裂2) 铸件脆动和变形§ 6 其它缺陷1) 砂眼2) 渣孔3) 冷隔、浇不到4) 跑火§ 1、铸件质量超差1、模料及制模工艺对铸件尺寸的影响熔模尺寸偏差主要由于制模工艺不稳定而造成的，如合型力大小、压蜡温度（压蜡温度越高，熔模线收缩率越大）、压注压力（压注压力越大，熔模线收缩率越小）、保压时间（保压时间越长其收缩越小）、压型温度（压型温度越高，线收缩也越大）、开型时间、冷却方式、室温等因素波动而造成熔模尺寸偏差。
2、制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响着铸件尺寸。
而型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关。
3、浇注条件对铸件尺寸的影响浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置等均会影响铸件尺寸级配粉是按照一定要求配制的粒度分布合理的粉。
该种粉粒度有粗、有细，分布分散，平均粒径适中，能使涂料在高粉液比条件下，仍具有适宜的粘度和良好的流动性。
3、影响金属液精确复型的因素（1）型壳温度对金属液复型的因素（2）浇注温度对金属液复型的因素金属液复印型壳工作表面细节的能力，即充型能力；在此简称为“复型”能力。
为使金属液能精确复型，就必须有足够高的型壳温度和金属液浇注温度，并保证金属液有足够的压力头。
提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力均有良好效果，故型壳温度是应当予以重视的因素。
熔模铸造铸钢件用硅溶胶型壳，其焙烧温度达1150-1175℃，型壳出炉后迅速浇注，使铸件轮廓清晰，表面粗糙度低。
三，铸锭缺陷在铸锭或铸件中，经常存在一些缺陷，常见的缺陷有缩孔气孔及夹杂物等()一缩孔缩孔缺陷的原因：铸件在冷却和凝固过程中，由于金属的液态收缩和凝固收缩，原来填满铸型的液态金属，凝固后就不再能填满，此时如果没有液体金属继续补充的话，就会出现收缩孔洞，称之为缩孔。
缩孔的危害：铸件中存在缩孔，会使铸件中有效承载面积减少，导致应力集中，可能成为裂纹源；并且降低铸件的气密性，特别是承受压应力的铸件，容易发生渗漏而报废。
缩孔的出现是不可避免的人们只能通过改变结晶时的冷却条件和铸锭的形状来控制其出现的部位和分布状况缩孔分为集中缩孔和分散缩孔或缩松两类图2.38为集中缩孔形成过程示意图：液态金属浇入铸型后，与型壁先接触的一层液体先结晶，中心部分的液体后结晶，先结晶部分的体积收缩可以由尚未结晶的液态金属来补充，而最后结晶部分的体积收縮则得不到补充。
因此整个铸锭结晶时的体积收縮都集中到最后结晶的部分，于是便形成了集中缩孔。
图2.39为缩孔的另一种形式叫二次缩孔或中心线缩孔由于铸锭上部先已基本凝固，下部分仍处于液体状态，当其凝固收缩时得不到液体的及时补充，因此便在下部形成缩孔。
所以必须在铸锭时予以切除集中缩孔和二次缩孔都破坏了铸锭的完整性，并使其附近含有较多的杂质，在以后的轧制过程中随铸锭整体的延伸而伸长，不能焊和造成废品如果只切除了明显的集中缩孔未切除暗藏的二次缩孔即中心线缩孔，将给以后的机械产品留下隐患，造成亊故。
如果铸型设计得不当浇筑工艺掌握的不好则缩孔长度可能增加，甚至贯穿铸锭中心，严重影响铸锭质量缩短缩孔长度提高到顶部减少切头率提高材料利用率的措施：1.加快底部的冷却速度。
如在铸型底部安放冷铁，使凝固尽可能地自下而上进行，从而使缩孔大大减小。
2.在铸锭顶部加保温冒口，使铸锭上部的液体最后凝固，收缩时可得到液体的补充，把缩孔集中到顶部的保温冒口中3.此外，使铸型壁上薄下厚，锭子上大下小，可缩短缩孔长度分散缩孔缩松的形成机理：大多数金属结晶时以树枝晶方式长大，在柱状晶尤其是粗大的等铀晶形成过程中，由于树枝晶的充分发展以及各品枝间相互穿插和相互封锁作用，使一部分液体被孤立分隔于各枝晶之间，凝固收缩时得不到液体的补充，结晶结束后便在这些区域形成许多分散的不规则的缩孔，称为缩松。
铝合金热顶铸造空心铸锭缺陷及改进研究摘要：本论文研究了铝合金热顶铸造空心铸锭的缺陷问题及改进方法。
通过对现有铝合金热顶铸造工艺的分析和实验研究，发现空心铸锭中存在着多种缺陷，如气孔、夹杂物等。
针对这些问题，本文进行了一系列改进措施试验设计，包括优化炉温控制、熔炼工艺、铸造系统设计等。
工艺验证表明改进措施能有效减少缺陷产生，提高空心铸锭的质量。
该研究对于提高铝合金热顶铸造工艺的稳定性和可靠性具有一定的参考价值。
关键词：铝合金热顶铸造；改进措施；铸造工艺引言铝合金热顶铸造空心铸锭工艺在工业生产中应用广泛，通过空心铸锭生产产品可大大缩短加工工艺流程，减少加工过程废料产生，达到更加经济、高效的目的。
空心铸锭生产铸造系统与实心铸锭系统虽然相似，但是相比之下多了用来成形铸锭中空的装置，对空心锭生产过程工艺控制要求更高，目前对铝合金热顶铸造空心铸锭的技术研究较少，尤其是对铸锭中存在气孔、夹杂物等缺陷问题亟需解决。
本文通过优化炉温控制、熔炼工艺和铸造系统设计等方法，研究其对空隙铸锭产生缺陷的影响，旨在提升铝合金空心铸锭热顶铸造工艺稳定性[[1]]。
1.铝合金热顶铸造空心铸锭的缺陷分析1.1对现有铝合金热顶熔铸工艺进行分析现有的铝合金热顶熔铸工艺主要包括熔炼、铸造两个方面。
熔炼主要产生问题在于废料比、熔炼时间、精炼这三个方面。
废料比过高会导致夹渣风险的上升；熔炼时间过长会导致铝液吸氢严重出现气孔；精炼不充分会造成铸锭夹渣。
铸造主要产生问题在于空心锭偏心问题、空心锭内孔漏铝问题。
空心锭偏心问题主要是结晶器设计不合理、本身芯子与外部结晶器空隙不一致产生，或者内外部水流量不一致，芯子与结晶器材质不一致均会导致；空心锭内孔漏铝问题主要为内部冷却强度过大或结晶器水孔角度设计不合理产生。
1.2热顶铸造空心锭缺陷类型及其影响铝合金热顶铸造空心铸锭存在多种缺陷类型，其中主要包括气孔、夹杂物和漏铝。
气孔是由于熔融铝合金中的气体析出而形成的孔洞，会降低铸锭的密度，进而影响铸锭的强度和耐腐蚀性，同时还会影响铸锭的表面质量和涂装效果[[2]]。
铝合金铸锭主要缺陷特征、形成原因及防止、补救方法1、化学成份不合格▲缺陷特征及发现方法最终分析结果主要合金元素或杂质含量超标●形成原因1、配料中宜烧损元素取值不合适或计算有误；2、中间合金不符合标准；3、清炉、洗炉不彻底残留有上炉的铝合金及杂质；4、不同合金料相混；5、加镁后停留时间过长，并且无覆盖剂保护、使合金液氧化烧损严重；6、没有彻底搅拌，成分不均匀，导致取样不能反应出真实情况；7、炉前分析不正确。
★防止办法及补救措施1、在配料中，易烧损元素取技术标准上限或经验烧损值的上限，并经过仔细校对，；2、选用符合标准的成分分析值准确的中间合金配料；3、转炉前彻底清炉、洗炉，清洗浇包及工具；4、检查和鉴定炉前分析仪表是否有故障，如有故障，应送有关计量部门或出产厂家或其他维修站修复鉴定；5、严禁加镁后停留时间超过十分钟，并用保护性覆盖剂；6、按分析化验取样技术要求规定取样，取样前要充分搅拌合金液；7、严禁使用混装的废料和不明成份的炉料。
2、气孔▲缺陷特征及发现方法铸锭表面或内部出现的大或小的孔洞，形状比较规则；有分散的和比较集中的两类；在对铸锭作外观检查或机械加工后可发现。
●形成原因1、炉料带水气，使熔炉内水蒸气浓度增加；2、熔炉大、中修后未烘干或烘干不透；3、合金液没有覆盖保护或过热；4、熔炉、浇包工具等未烘干；5、浇注时合金液流动不连续平稳、产生涡流，卷入了气体；6、合金液精去气不充分；7、煤、煤气及油中的含水量超标。
★防止办法及补救措施1、严禁把带有水气的炉料装入炉中，装炉前要在400度左右温度下烘烤2H；2、严格按工艺对大修、中修后的炉子进行烘烤；3、熔化前按工艺要求对熔炉、浇注工具、熔剂等进行烘烧，然后才可使用；4、选用合适的精炼方法和效果好的精炼剂充分精炼合金液，精炼后加覆盖剂保护。
如果精炼后静置时间超过6H，则要进行二次精炼方可浇注或使用；5、控制浇注时液流连续均匀地浇注，未注完锭模不要中断；6、使用含水量符合要求的煤或煤气、油等燃料熔化合金液。
铸锭缺陷分析铸锭结晶组织一．1.金属与合金在凝固后均为晶体，把液态金属的凝固过程称为结晶。
纯金属的结晶过程是在一个恒定温度即结晶点下进行的，冷却强度较大时，实际结晶过渡带亦小，由于并列向前伸长有的晶核在相邻方向上互相抑制，因此，晶体容易沿着垂直于结晶面的方向连续地向液穴中心伸长成为柱状。
柱状晶的特点是伸长和排列都有一定的方向性。
合金与纯金属的结晶过程基本相同，也是从晶核开始，先形成树枝状然后发育成等轴晶或柱状晶，合金在一定的温度范围内结晶，当温度一降到这个温度范围时，溶体的任一点都可能产生晶核，在冷却强度不太大时，结晶温度范围大的合金其晶体都易发展成晶轴大小及长短基本相等或相近的等轴晶。
2.铸锭的结晶组织：由于铸锭结晶时沿整个截面上存在温度梯度，结晶条件不同，其结晶组织也不同，铸锭一般包括三个晶区：①细晶区：当液态浇入锭模后，由于模壁或结晶器温度较低，使表面层的液态金属受到强烈激冷，立即产生大量晶核，因不能充分长大又很快彼此相遇，加之模壁又能促进形核，所以在铸锭表层形成细晶区。
②柱状晶区：在细晶区形成过程中，模壁温度不断升高，加之锭的收缩，使金属和模壁之间产生一导热性较低的空隙，使剩余液态金属的冷却逐渐减慢，使细晶区前沿的液态金属的过冷度减小，形核困难，而原有晶粒则可继续长大，这时最外层的细小晶粒，一方面成为内部金属冷凝时向外散热的传导体，另一方面又成为柱状晶生长的起点，随着越向锭内，结晶速度愈低，那些晶轴垂直于模壁的晶粒就会毫无阻碍地继续向液态金属中长大，形成柱状晶区。
对纯度较高的金属如纯铜，结晶后柱状晶往往贯穿整个铸锭，形成“穿晶”③等轴晶区：随着柱状晶区的发展，模壁温度逐渐升高，使模壁方向方向的散热速度逐渐变慢，由于铸锭中心附近冷却强度小，产生的晶核数量亦少，并有充分机会向各个方向长大，因此铸锭中习部分形成了等式轴晶区，又因中心附近的液态金属冷却速度较慢，过冷度较小，因此铸锭中心附近的结晶组织多呈粗大等式轴晶。
铝及铝合金圆铸锭缺陷目录前言………………………………………………………………………………………………………………21.铝及铝合金圆铸锭的表面缺陷 (3)Q001 拉痕、拉裂 (4)Q002 偏析浮出物（偏析瘤） (5)Q003 冷隔（成层） (6)Q004 弯曲 (7)Q005 竹节 (8)2.铝及铝合金圆铸锭的内部组织缺陷 (9)Q006 晶内偏析 (10)Q007 逆偏析 (11)Q008 非金属夹杂 (12)Q009氧化膜 (13)Q010 白斑 (14)Q011疏松 (15)Q012 气孔 (17)Q013 光亮晶粒 (18)Q014 羽毛状晶 (19)Q015 粗大晶粒 (20)Q016 过烧 (21)3.铝及铝合金圆铸锭的裂纹缺陷 (22)Q017 冷裂纹 (23)Q018 热裂纹 (24)前言1.在铝及铝合金的熔铸生产过程中，产生的各种缺陷，主要可分为三类，即圆铸锭的表面缺陷、圆铸锭的内部组织缺陷、圆铸锭的裂纹缺陷。
2.圆铸锭的表面缺陷，在生产现场产生能够立即发现，出现频度较高。
最主要的有拉痕拉裂、偏析浮出物（偏析瘤）、冷隔（成层）、弯曲、竹节等。
3.圆铸锭的内部组织缺陷，主要有晶内偏析、逆偏析、夹杂、氧化膜、白斑、疏松、气孔、光亮晶粒、羽毛状晶、粗大晶粒、粗晶硅、过烧等，这些缺陷往往使整根、整批产品报废，必须注意防止，特别是工业铝材的生产中应该特别注意。
4.圆铸锭的裂纹缺陷，按形成机理可分为冷裂纹、热裂纹两种，也有冷裂纹和热裂纹的混合裂纹。
裂纹缺陷属于致命缺陷，生产中必须严格控制；5.下面以列表的方式对各种缺陷的名称（英文对照按美国AA标准和数据技术语篇）、起因、定义、特征及对策进行较为全面的说明，供广大技术人员、生产人员、质检人员作为工作和学习参考。
1.铝及铝合金圆铸锭的表面缺陷铝合金圆铸锭的表面缺陷，大都在铸造过程中产生。
最主要的有拉痕、拉裂、偏析浮出物、冷隔（成层）、铸锭弯曲、竹节等。
铝合金空心铸锭热顶铸造中的缺陷分析及避免方法杜新宇【摘要】铝合金空心铸锭在生产过程中容易出现铸锭内孔偏心、内孔拉裂及漏铝问题,造成铸造成品率低,增加生产成本,内孔偏心的空心锭在挤压时会影响挤压出的铝合金无缝管的质量.因此,寻求更加完善的铝合金空心锭铸造方法成为迫切需要解决的问题.根据试验结果,简要介绍了铝合金热顶铸造空心锭实际应用技术,分析了铝合金热顶铸造空心锭在生产过程中容易出现的铸锭内孔偏心、内孔拉裂、漏铝等问题产生的原因,制定了工艺改进措施,重点对实践中发现铸造工具存在的不足之处进行了结构改进,经试验表明热顶铸造空心锭壁厚均匀,满足了挤压用空心锭的质量要求,生产出的铝合金无缝管质量合格.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2018(046)011【总页数】4页(P16-19)【关键词】铝合金空心铸锭;热顶铸造;铸锭偏心;内孔拉裂;漏铝【作者】杜新宇【作者单位】南阳理工学院,河南南阳473004【正文语种】中文【中图分类】TG292铝合金无缝管主要是在双动挤压机(亦称管材挤压机)上进行生产。
由于挤压铝合金无缝管采用的是锥形模，对铸锭毛坯的内外表面质量要求较高，否则生产出的无缝管内外表面质量较差。
传统使用的空心铸锭毛坯主要采用DC铸造法，生产的空心铸锭经车皮、镗孔或热剥皮后使用。
这种工艺方法不但增加3%～5%的几何废料，而且将一级铝合金料变为三级废料。
若重熔使用，烧损率将超过10%，这不但造成铝资源的浪费，同时增加了生产成本。
在单动挤压机(亦称型材挤压机)上挤压生产无缝管，使用的铸锭毛坯多数采用热顶铸造实心锭，在车床上钻孔后作为挤压管材的毛坯。
虽然多数锭坯的内孔较小，但同样存在一级料变为三级废料的问题。
如加工时中心对的不正，锭坯内径出现偏心，会使挤压的管材产生偏心废品而报废。
若钻孔时进给太快，致使锭坯内孔壁螺旋线痕过深，挤压出的铝合金无缝管内壁产生周期性的鱼鳞裂纹，会使挤压管材报废。
