铸造缺陷(气孔与缩孔

铸件常见缺陷的产生原因及防止方法一、气孔（气泡、呛孔、气窝）特征：气孔是存在于铸件表面或内部的孔洞，呈圆形、椭圆形或不规则形，有时多个气孔组成一个气团，皮下一般呈梨形。

呛孔形状不规则，且表面粗糙，气窝是铸件表面凹进去一块，表面较平滑。

明孔外观检查就能发现，皮下气孔经机械加工后才能发现。

形成原因：1、模具预热温度太低，液体金属经过浇注系统时冷却太快。

2、模具排气设计不良，气体不能通畅排出。

3、涂料不好，本身排气性不佳，甚至本身挥发或分解出气体。

4、模具型腔表面有孔洞、凹坑，液体金属注入后孔洞、凹坑处气体迅速膨胀压缩液体金属，形成呛孔。

5、模具型腔表面锈蚀，且未清理干净。

6、原材料（砂芯）存放不当，使用前未经预热。

7、脱氧剂不佳，或用量不够或操作不当等。

防止方法：1、模具要充分预热，涂料（石墨）的粒度不宜太细，透气性要好。

2、使用倾斜浇注方式浇注。

3、原材料应存放在通风干燥处，使用时要预热。

4、选择脱氧效果较好的脱氧剂（镁）。

5、浇注温度不宜过高。

二、缩孔（缩松）特征：缩孔是铸件表面或内部存在的一种表面粗糙的孔，轻微缩孔是许多分散的小缩孔，即缩松，缩孔或缩松处晶粒粗大。

常发生在铸件内浇道附近、冒口根部、厚大部位，壁的厚薄转接处及具有大平面的厚薄处。

形成原因：1、模具工作温度控制未达到定向凝固要求。

2、涂料选择不当，不同部位涂料层厚度控制不好。

3、铸件在模具中的位置设计不当。

4、浇冒口设计未能达到起充分补缩的作用。

5、浇注温度过低或过高。

防治方法：1、提高磨具温度。

2、调整涂料层厚度，涂料喷洒要均匀，涂料脱落而补涂时不可形成局部涂料堆积现象。

3、对模具进行局部加热或用绝热材料局部保温。

4、热节处镶铜块，对局部进行激冷。

5、模具上设计散热片，或通过水等加速局部地区冷却速度，或在模具外喷水，喷雾。

6、用可拆缷激冷块，轮流安放在型腔内，避免连续生产时激冷块本身冷却不充分。

7、模具冒口上设计加压装置。

8、浇注系统设计要准确，选择适宜的浇注温度。

铸件中常见的主要缺陷有：1.气孔这是金属凝固过程中未能逸出的气体留在金属内部形成的小空洞，其内壁光滑，内含气体，对超声波具有较高的反射率，但是又因为其基本上呈球状或椭球状，亦即为点状缺陷，影响其反射波幅。

钢锭中的气孔经过锻造或轧制后被压扁成面积型缺陷而有利于被超声检测所发现，如图2.2所示。

2.缩孔与疏松铸件或钢锭冷却凝固时，体积要收缩，在最后凝固的部分因为得不到液态金属的补充而会形成空洞状的缺陷。

大而集中的空洞称为缩孔，细小而分散的空隙则称为疏松，它们一般位于钢锭或铸件中心最后凝固的部分，其内壁粗糙，周围多伴有许多杂质和细小的气孔。

由于热胀冷缩的规律，缩孔是必然存在的，只是随加工工艺处理方法不同而有不同的形态、尺寸和位置，当其延伸到铸件或钢锭本体时就成为缺陷。

钢锭在开坯锻造时如果没有把缩孔切除干净而带入锻件中就成为残余缩孔（缩孔残余、残余缩管），如图2.3、2.4、2.5所示。

如果铸件的型模设计不当、浇注工艺不当等，也会在铸件与型模接触的部位产生疏松，如图2.28所示。

断口照片中的黑色部分即为疏松部位，其呈现黑色是因为该工件已经过退火处理，使得疏松部位被氧化和渗入机油所致。

图2.28 W18钢铸件-用作铣刀齿，采用超声纵波垂直入射多次底波衰减法发现的疏松断口照片3.夹渣熔炼过程中的熔渣或熔炉炉体上的耐火材料剥落进入液态金属中，在浇注时被卷入铸件或钢锭本体内，就形成了夹渣缺陷。

夹渣通常不会单一存在，往往呈密集状态或在不同深度上分散存在，它类似体积型缺陷然而又往往有一定线度。

4.夹杂熔炼过程中的反应生成物（如氧化物、硫化物等）-非金属夹杂，如图2.1和2.6，或金属成分中某些成分的添加料未完全熔化而残留下来形成金属夹杂，如高密度、高熔点成分-钨、钼等，如图2.29，也有如图2.24所示钛合金棒材中的纯钛偏析。

（a）（b）（c）（d）（e）图2.29 BT9钛合金锻制饼坯中的钼夹杂：（a）剖面低倍照片；（b）X射线照相底片；（c）C扫描显示（图中四个白色点状显示为同一个缺陷，是使用水浸点聚焦探头以不同灵敏度检测的结果，其他分散细小的白色点状为与该缺陷无关的杂波显示）；（d）B扫描显示；（e）3D显示5.偏析铸件或钢锭中的偏析主要指冶炼过程中或金属的熔化过程中因为成分分布不均而形成的成分偏析，有偏析存在的区域其力学性能有别于整个金属基体的力学性能，差异超出允许标准范围就成为缺陷，如图2.23和2.24、2.27所示。

低压铸造常见缺陷及预防一、气孔：1、特征（1）气孔：铸件内部由气体形成的孔洞类缺陷。

其表面一般比较光滑，主要呈梨形、圆形或椭圆形。

一般不在铸件表面露出，大孔常孤立存在，小孔则成群出现。

（2）皮下气孔：位于铸件表皮下的分散性气孔。

为金属液与砂型（铸型、湿芯、涂料、表面不干净的冷铁）之间发生化学反应产生的反应性气孔。

形状有针状、蝌蚪状、球状、梨状等。

大小不一，深度不等。

通常在机械加工或热处理后才能发现。

（3）气窝（气坑式表面气孔）：铸件表面凹进去一块较平滑的气孔。

（4）气缩孔：分散性气孔与缩孔和缩松合并而成的孔洞类铸造缺陷。

（5）针孔：一般为针头大小分布在铸件截面上的析出性气孔。

铝合金铸件中常出现这类气孔，对铸件性能危害很大。

①点状针孔：此类针孔在低倍显微组织中呈圆点状，轮廓清晰且互不相连，能清点出每平方厘米面积上的针孔数目并测得针孔的直径。

这类针孔容易和缩孔、缩松相区别。

点状针孔由铸件凝固时析出的气泡所形成，多发生于结晶温度范围小，补缩能力良好的铸件中，如ZL102合金铸件中。

当凝固速度较快时，离共晶成分较远的ZL105合金铸件中也会出现点状针孔。

②网状针孔：此类针孔在低倍显微组织中呈密集相联成网状，伴有少量较大的孔洞，不易清点针孔数目，难以测量针孔的直径，往往带有末梢，俗称“苍蝇脚”。

结晶温度宽的合金，铸件缓慢凝固时析出的气体分布在晶界上及发达的枝晶间隙中，此时结晶股价已形成，补缩通道被堵塞，便在晶界上及枝晶间隙中形成网状针孔。

③混合型针孔：此类针孔点状针孔和网状针孔混杂一起，常见于结构复杂、壁厚不均匀的铸件中。

针孔可按国家标准分等级，等级越差，则铸件的力学性能越低，其抗蚀性能和表面质量越差。

当达不到铸件技术条件所允许的针孔等级时，铸件将被报废，其中网状针孔割裂合金基体，危害性比点状针孔大。

（6）表面针孔：成群分布在铸件表层的分散性气孔。

其特征和形成原因与皮下气孔相同，通常暴露在铸件表面，机械加工1～2mm后即可去掉。

铸造是一种常用的金属成型方法，但是在铸造过程中可能会出现各种缺陷，这些缺陷可能会影响到铸件的质量和性能。

因此，铸造缺陷一直是铸造行业关注的重点之一。

铸造缺陷是指在铸造过程中出现的不符合要求的部分或全体，包括表面和内部缺陷。

表面缺陷包括铸件表面裂纹、气孔、夹杂物、瘤子等，而内部缺陷包括铸件内部气孔、夹杂物、错位、缩孔、松散等。

这些缺陷不仅会影响到铸件的外观和性能，还可能导致铸件的损坏或失效，甚至对人员和环境造成危害。

铸造缺陷的产生原因很多，例如金属液态流动不均匀、金属的气体和杂质不彻底排除、模具设计和制造不当、浇注温度和速度控制不当等。

因此，要避免铸造缺陷的出现，需要从多个方面入手。

一、降低熔化温度降低熔化温度是减少铸造缺陷的另一个方法。

在铸造中，金属熔化温度的过高可能会导致一些问题，例如气孔、氧化、金属的分解和不均匀分布。

因此，选择一种低熔点的合金，或者添加具有良好稳定性的合金元素，可以有效地降低熔化温度，减少铸造缺陷的发生。

二、改善铸造工艺改善铸造工艺是减少铸造缺陷的重要方法之一。

在铸造过程中，要确保铸造设备的操作规范和设备的稳定性，以及对原材料、模具、涂料、冷却剂等进行检测和控制。

同时，在铸造过程中，应尽可能避免过度加热或冷却，并确保金属液体的均匀流动，以避免出现不均匀分布或过热的情况，从而减少铸造缺陷的发生。

三、质量检测和控制质量检测和控制是减少铸造缺陷的关键步骤之一。

在铸造完成后，应对铸件进行全面的检测和控制包括X射线检测、超声波检测、金相分析、硬度测试等。

通过这些检测和控制方法，可以及时发现铸造缺陷，及时采取措施进行修复或重新铸造，从而保证铸件的质量和稳定性。

四、培养专业人才铸造行业的专业人才对于减少铸造缺陷的重要性不言而喻。

铸造行业需要拥有一批专业的技术人员和工人，他们能够理解和掌握铸造技术的各个方面,并能够在实践中灵活应对各种情况。

因此,铸造企业应该加强人才培养和引进工作，提高行业整体素质，从而减少铸造缺陷的发生。

缩孔的原因和处理方法缩孔是一种常见的材料断裂问题，它通常发生在材料中的孔洞或裂纹处，导致材料的强度和韧性下降。

缩孔的原因很多，包括材料的制造过程、材料的化学成分以及外部环境的影响等。

本文将就缩孔的原因和处理方法展开讨论。

我们来看一下导致缩孔的主要原因。

其一是材料的制造过程中存在的问题。

例如，材料在铸造、锻造或焊接过程中，由于工艺参数的不合理或操作不当，容易产生内部缺陷，如气孔、夹杂物等。

这些内部缺陷会在材料中形成缩孔，降低了材料的强度和韧性。

其二是材料的化学成分对缩孔的影响。

某些元素或化合物的存在会增加材料的脆性，使其更容易形成缩孔。

例如，硫、磷等元素会降低钢材的韧性，增加缩孔的发生几率。

此外，材料中的非金属夹杂物也会促使缩孔的生成。

其三是外部环境对材料的影响。

在一些特殊的工作环境中，例如高温、高压或腐蚀性介质的作用下，材料容易产生缩孔。

这是因为在这些极端条件下，材料的内部结构容易发生变化，从而导致缩孔的形成。

针对缩孔问题，我们可以采取一些有效的处理方法。

首先，要加强材料的质量控制。

在材料的制造过程中，要严格控制工艺参数，确保材料的内部缺陷尽量减少。

同时，要加强对原材料的筛选，避免使用含有大量非金属夹杂物的材料。

可以通过改变材料的化学成分来减少缩孔的发生。

例如，可以降低材料中硫、磷等元素的含量，增加钢材的韧性。

此外，可以采用一些特殊的合金设计，使材料具有更好的抗缩孔能力。

对于在特殊工作环境下容易产生缩孔的材料，可以采取一些防护措施。

例如，在高温环境下使用耐热合金材料，可以减少缩孔的发生。

在腐蚀性介质中工作的材料可以选用耐蚀材料，提高材料的抗蚀性能。

定期对材料进行检测和维护也是减少缩孔的有效手段。

通过无损检测技术，可以及时发现材料中存在的缺陷，并采取相应的修复措施。

另外，对于承受重要载荷的结构材料，要定期进行维护和检修，确保其正常运行。

缩孔是一种常见的材料断裂问题，其产生原因复杂多样。

通过加强材料的质量控制，改变材料的化学成分，选择合适的材料和加强维护等方式，可以有效减少缩孔的发生。

主要针对铸件谈下这几种缺陷：1、气孔：铸件内部或表面有大小不同的孔眼，孔的内壁光滑，多呈圆形。

原因分析：1、砂型太紧或型砂透气性差2、型砂太湿，起模、修型时刷水过多3、砂芯通气孔堵塞或砂芯未烘干4、浇注系统不正确，气体排不出去2、缩孔：铸件厚、断面处出现形状不规则的孔眼，孔的内壁粗糙原因分析：1、冒口设置不正确2、合金成分不合格，收缩过大3、浇注温度过高4、铸件设计不合理，无法进行补缩3、砂眼：铸件内部或表面有充满砂粒的孔眼，孔形不规则原因分析：1、型砂强度不够或局部没舂紧，掉砂2、型腔、浇口内散砂未吹净3、合箱时砂型局部挤坏，掉砂4、浇注系统不合理，冲坏砂型4、渣眼：孔眼内充满熔渣、孔形不规则原因分析：1、浇注温度太低，渣子不易上浮2、浇注时没挡住渣子3、浇注系统不正确，挡渣作用差5、粘砂——铸件表面有砂粒，外观粗糙。

形成原因是：型砂耐火性差，浇注温度太高；砂子粒度太大，不符要求；未刷涂料或涂料太薄。

6、冷隔——铸件上出现未被完全融合在一起的缝隙。

形成原因是：合金流动性差、铸件太薄；浇注温度太低；浇注速度太慢或浇注中曾有中断。

7.夹砂在铸件的上表面有局部翘起舌状的疤块，在疤快和铸型之间夹有型壳材料。

在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。

铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。

铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。

8.鼠尾在铸件的表面上有不规则的条状浅沟，其边缘是圆滑的。

铸件缺陷的分类铸件缺陷的种类很多，形式不一，各有其特点。

按缺陷性质可分为孔眼类；裂纹类；表面缺陷；形状、尺寸和重量不合格；成分、组织和性能不合格五大类。

普通铸铁件在生产过程中，各工序可能产生缺陷的情况不同，铸件容易产生气孔，而产生缺陷主要在造型、熔炼、浇注、配砂和清理等工序上。

下面我对铸造缺陷种类进行详细的解释。

一．孔眼类孔眼类一般表现为气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、铁豆。

1. 气孔是指在铸件内部、表面或者近于表面处有大小不等的光滑孔眼。

形状有圆的、长的及不规则的；有单个的，也有聚集成片的。

颜色为白色或者带一层暗色，有时覆有一层氧化皮。

2. 缩孔是指在铸件厚断面内部、两交接面的内部及厚断面和薄断面交接处的内部或表面。

形状不规则，孔内壁粗糙不平，晶粒粗大。

3. 缩松指在铸件内部有微小而不连贯的缩孔，聚集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很多的孔眼，水压实验时渗水。

4. 渣眼指在铸件内部或者表面有不规则的孔眼，孔眼内不光滑，里面全部或者部分充塞着熔渣。

5. 砂眼是指在铸件内部或者表面有冲塞着型砂的孔眼。

6. 铁豆是指在铸件内部或者表面有包含金属小珠的孔眼，常常发生在铸铁件上。

二．裂纹类裂纹一般表现为热烈、冷裂、温裂。

1. 热裂：在铸件上有穿透或者不穿透的裂纹（主要是弯曲形状的0，开裂处金属表面氧化。

2. 冷裂：在铸件上有穿透或者不穿透的裂纹（主要是直线的），开裂处金属表面未氧化。

3. 温裂：在铸件上有穿透或者不穿透的裂纹.开裂处的金属表面氧化。

由于气割、焊接或者热处理不当所引起的。

三．表面缺陷表面缺陷一般表现为粘砂、结疤、夹砂、冷隔。

1. 粘砂指在铸件表面上全部或者部分覆盖着金属（或者金属氧化物）与砂（或涂料）的混合物（或化合物），或一层烧结的型砂，致使铸件表面粗糙。

2. 结疤是指在铸件表面上，有金属夹杂或包含型砂或渣的片状或瘤状物。

3. 夹砂是指在铸件表面上，有一层金属瘤状物或者片状物。

在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂。