铸件缺陷分析

。铸造缺陷的分析与预防铸造缺陷的分析与预防指示性摘要1铸件尺寸超出公差1)模具材料和成型工艺对铸件尺寸的影响2)浇注条件对铸件尺寸的影响铸件表面粗糙1)影响熔体模具表面粗糙度的因素2)影响壳体表面粗糙度的因素3)影响表面粗糙度的其他因素3铸件表面缺陷1)粘砂2)夹砂、鼠尾和凹陷3)散斑4)点蚀5)金属刺(毛刺)6)金属珠(铁豆)4孔缺陷1)气孔(集中气孔)2)扩散气孔3)收缩率和孔隙率4)收缩5裂纹和变形1)热裂纹和冷裂纹2)铸件脆化和变形其他缺陷1)砂眼2)渣孔3)冷绝缘，不浇注4)生火1、铸造质量太差1.模具材料和成型工艺对铸件尺寸的影响熔体模具的尺寸偏差主要是由成型过程不稳定引起的，如成型力、压蜡温度(压蜡温度越高，熔体模具线的收缩越大)、注射压力(注射压力越高，熔体模具线的收缩越小)、保压时间(保压时间越长，收缩越小)、成型温度(成型温度越高，线性收缩越大)、开模时间、冷却方式、室温等因素。2.制壳材料和工艺对铸件尺寸的影响外壳的热膨胀影响铸件尺寸。壳体的热膨胀与制壳材料和工艺有关。3.浇注条件对铸件尺寸的影响在铸造过程中，壳体温度、熔融金属的浇注温度和铸件在壳体中的位置都会影响铸件的尺寸。分级粉是按照一定要求制备的粒度分布合理的粉末。粉末粒度粗、细、分布分散，平均粒度适中，在高粉液比条件下，涂层仍具有合适的粘度和良好的流动性。3.影响熔融金属精确复制的因素(1)壳层温度对金属液复制的影响(2)浇注温度对金属液复制的影响金属液体复制模具外壳工作表面细节的能力，即填充能力；这简称为“复制”能力。为了准确地再现熔融金属，必须有足够高的壳体温度和熔融金属浇注温度，并保证熔融金属有足够的压头。提高壳体温度对提高液态金属的流动能力和再成型能力有很好的效果，因此应注意壳体温度。精铸铸钢件用硅溶胶型壳焙烧温度为1150-1175，型壳出炉后快速浇注，铸件轮廓清晰，表面粗糙度低。4.影响铸件粗糙度的其他因素在熔融金属的浇注和凝固过程中，铸件表面会因高温而氧化，氧化层会不均匀。此外，铸件表面上的金属氧化物可能作用于型壳中的氧化物，这将促进铸件表面的不均匀脱落，并显著增加铸件表面的粗糙度。在保护气氛中冷却铸件是获得高质量表面的重要步骤。(例如，铸造后，使用惰性气体保护铸件，或建立还原气氛保护铸件免受氧化和表面脱碳，直到铸件表面不能达到氧化温度。表面保护良好的铸件表面脱壳后呈银灰色、银白色或有色氧化色。)此外，清洗对熔模铸造的表面粗糙度有很大影响。熔模铸造的铸态表面粗糙度本来就很低。应使用喷砂或水砂清洁来清洁表面。喷砂清理铸件表面粗糙度比抛丸清理好两个等级以上。抛丸经常用来清洁铸件表面。采用条件碱煮和碱爆清洗，提高铸件表面质量，降低铸件表面粗糙度。总之，影响熔模铸造表面粗糙度的因素很多。只有从原材料、仿形到清洗实施一套严格的工艺措施，才能提高工件的表面粗糙度3)在合金的熔炼和浇注过程中，应尽可能避免氧化，并充分脱氧，以去除熔融金属中的氧化物。4)在可能的条件下，适当降低熔融金属的浇注温度5)改善外壳的散热条件，防止局部过热2.夹砂、鼠尾和凹陷(1)特点：铸件表面局部有倾斜的舌形金属疤痕块，疤痕块与零件之间有一层称为夹砂的片状壳层铸件表面局部有条纹状凹槽痕迹，铸件边缘为光滑的鼠尾。铸件表面局部不规则凹陷，称为凹陷缺陷。(2)形成原因：三种缺陷的形成原因基本相同。内因是壳体脱层，外因是壳体内外温差大和内外热膨胀不同造成的缺陷。(3)预防措施：1)所有防止壳体分层和加强层间结合力的措施都有利于消除熔模铸造中的夹砂、鼠尾和凹陷缺陷。2)提高脱蜡介质的温度，缩短脱蜡时间3)外壳太湿时，不应在高温炉中烘烤。4)尽量避免铸件的大平面结构，避免铸件的大平面水平或向上放置，必要时设置工艺筋和孔，防止缺陷。3.半文(1)特征：铸件表面有凸起和不规则的标记。(2)形成原因：壳体表层干燥时形成裂纹。在浇注过程中，熔融金属进入裂缝，导致铸件表面出现不规则的凸起标记。表层形成干裂纹的原因可能是：相对温度过低、干燥时间过长、风局部吹到壳体上、环境温度变化等。(3)预防措施：严格控制涂料4.点蚀(通常在不锈钢铸件上)(1)特征：铸件表面有许多致密的圆形浅凹坑，称为点蚀缺陷。(2)形成原因：它是由金属液体中的氧化物与壳材料中的氧化物发生化学反应而形成的。(3)预防措施：1)外壳耐火材料的合理选择；(如果用刚玉粉砂作为不锈钢铸件的表层)2)防止和减少金属氧化3)适当提高壳体的烘烤温度和浇注速度，以适当降低熔融金属的浇注温度。5、金属刺(毛刺)1)特点：铸件表面有分散或密集的细小毛刺。2)形成原因：壳体表面不致密，有许多孔洞和缺陷。在铸造过程中，金属液体进入外壳的孔中，造成金属刺。3)预防措施：1)表面涂层应具有足够高的粉液比2)改善涂料和可熔图案润湿性3)表面涂层应足够厚，砂粒大小、涂层粘度、涂层厚度4)涂料应充分混合6.金属珠(铁珠)(1)特征：铸件表面有突出的球形金属颗粒，通常出现在铸件的凹槽或角部。(2)形成原因：表面涂层含有气泡或局部蜡型涂层不好，留下气泡。(3)预防措施；1)表面涂层应添加表面活性剂以改善润湿性，同时应添加消泡剂(应选择发泡性较小的表面活性剂)2)制备和搅拌涂层时，应防止涂层卷入气体，制备的涂层应有足够的时间让气体逸出。3)熔模应充分脱蜡，以提高其涂层性能4)在涂覆表面层时，压缩空气可用于吹走模具角落和凹槽中残留的气泡。5)条件允许时，应采用真空下涂层4.孔洞缺陷1.气孔(集中气孔)(1)特点：铸件的某些部位有单个或几个较大的光滑孔。空穴有时会被氧化，通常只有在加工后才能被发现。(2)成因；正是外壳产生的气体侵入熔融金属。或者模壳透气性太差，使得模腔内的气体难以排出，且由于气体侵入熔融金属或者在浇注时不能从熔融金属中排出而形成气孔。(3)预防原因：1)(1)特征：铸件有小的、分散的或密集的孔，有时在整个截面上。(2)成因；熔融金属中包含的气体在铸件中沉淀形成沉淀孔。(3)预防措施：1)使用干净的炉料2)成分合理3)在熔炼过程中，应在金属表面添加覆盖剂，以尽可能缩短熔炼时间4)熔融金属的脱氧和脱气应足够5)浇注前，应适当保持熔融金属静止，以便气体逸出。6)浇注过程中应防止熔融金属的二次氧化。3.收缩率和孔隙率缩孔(1)特点：孔壁粗糙的大而不规则的孔称为缩孔。(2)形成原因：当合金在液态下收缩并凝固时，铸件的某一部分会形成缩孔，而没有液态金属的补充。(3)预防措施：1)铸造结构应符合铸造原则2)浇注系统的合理设置3)合理的模具装配4)模壳和熔融金属的浇注温度应合适5)浇注时充分浇注或加入保温剂。收缩松弛(1)特点：铸件内部有许多形状不规则、孔壁粗糙的分散小孔，称为缩孔。(2)原因：浇注系统设计不合理(3)预防措施；浇注系统的合理设置5.裂缝和变形1、热裂、冷裂热撕裂(1)特征；铸件表面或内部出现不连续、扭曲和不规则的晶间裂纹，断口被强烈氧化和变色，称为热裂纹。(2)成因；由于凝固收缩部分的堵塞和浇注系统的不合理设计，热裂纹在一定的温度范围内形成，一般高于合金的固相线温度。(3)预防措施；铸造组织应符合铸造原则，严格控制钢中磷和硫的含量。浇注系统的合理设计冷裂缝(1)特征；铸件上有一条连续线性穿过晶体的裂纹，断口干净，有金属光泽，称为冷裂纹。(2)成因；冷裂纹是由超过复合材料强度极限的铸造应力(热应力、相变应力|收缩应力)引起的。(3)预防措施：浇注系统的合理设计2.铸件的脆性断裂和变形脆性断裂与钢中铝、硼和硫的含量有关，应严格控制。变形主要是熔模的变形。6.其他缺陷1.砂眼(1)特征；铸件的表面或内部有充满沙子的孔，这被称为砂眼。(2)成因；沙粒可能是由于不小心操作而被带入洞穴的。或由于外壳内表面质量差，如局部剥落；或者当模块被焊接时存在间隙，涂层渗透到间隙中，涂层被冲下并落入熔融金属中，从而在铸造过程中造成砂眼。(3)预防措施：1)门杆应清洁，无沙粒等杂质2)模块的焊接位置不应有间隙或凹槽3)脱蜡过程中，应平整壳体浇注杯的边缘，并清除松砂，以防松砂落入型腔4)最好使用翻边浇口杯2.熔渣孔特点；铸件表面或内部有由炉渣造成的孔洞。形成原因：渣孔是由于熔融金属中的渣没有完全清除等因素造成的。注意事项：使用干净的炉料；注意结渣和结渣3.冷藏和浇水不足冷结(1)特征；铸件有未完全熔合的间隙，连接边缘光滑。(2)成因；当金属液体被填充时，当两种金属液体流动融合时，温度太低而不能彼此融合(3)预防措施：适当提高熔融金属的浇注温度和外壳温度，增加金属液压头，防止脱落；改进浇注系统设计，增加浇注系统横截面积等。铸造不足(1)特点：铸件部分未填充，造成铸件“缺肉”，端部呈弧形。不能浇注的铸件是废物。(2)形成原因：铸造过程中熔融金属或型壳温度过低；浇注速度3)适当设置浇注系统，以确保足够的压头高度，并尽可能缩短熔融金属的流量4)对于太薄的铸件，如果允许，可以适当增加壁厚。对于不能加厚的薄壁零件，可以采用离心铸造、低压铸造或真空吸铸。5)外壳应充分烘烤，以确保良好的透气性和较少的气体产生。6)如有必要，可在铸件的最高部位设置通气孔。4.远离火(1)特点：铸件外表面或内腔有不规则形状的多余金属