铸件麻点缺陷产生的原因及控制方法梳理

1、铸件麻点缺陷产生的原因及控制方法梳理麻点也有称为麻斑、麻坑、氧化麻点等，是不锈钢熔模铸件常见的表 面缺陷之一。一般来说，这种缺陷不能修复只能报废。不仅提高了生产成本， 而且影响了正常的生产进度和交货。因此，如何减少、消除铸件麻点 缺陷，是熔模铸造工作者的主要任务之一。麻点的特征麻点通常出现在含WCrV20%、WNiV10%的不锈钢铸件上。在铸 件表面上有许多灰黑色的圆形浅凹坑，凹坑的直径0.31.0mm，坑 深 0.30.5mm。据相关资料介绍，铸件未清理前，凹坑中充填着熔渣物质。经岩 相分析表明，在缺陷处的熔渣物质中有硅酸铁、硅酸锰及硅酸铭等化 学物存在。电子衍射结果表明，黑色麻点是由磁铁矿

2、(Fe3O4)及铁铭 尖晶石(FeO - Cr2O3)组成。光谱分析结果，在缺陷处金属成分中硅 含量增加，而含锰量极少。铸件经过抛丸、喷砂清理后，铸件表面会有灰黑色的麻点，如图 1所示。图1铸件上的麻点麻点缺陷常出现在铸件的局部厚断面、拐角及内孔部位，甚至是 铸件的整个表面上。产生原因从上述岩相、电子衍射和光谱分析中可以看出，麻点主要是由于 金属氧化物与型壳材料中的氧化物发生化学反应造成的，尤其是型壳 面层耐火材料选用不当，或进厂的型壳面层耐火材料不符合质量要 求，或进厂后的型壳面层耐火材料管理不善等原因，浇注后更容易在 成批铸件的表面上产生不同程度的麻点缺陷。产生的主要原因如下：金属液中的氧

3、化物过多炉料中的氧化物过多。使用感应 炉熔炼时，炉料锈蚀较多、较重，或使用回炉料的比例较大，回用的 次数较多，均会增加金属液中的氧化物。金属液脱氧不充分。脱氧 剂的选择要达到既能使金属液充分脱氧，又能达到脱氧后形成的氧化 物熔点低，易于聚集和上浮的目的。脱氧剂的加入量少，金属加工真 不错影响脱氧效果，金属加工真不错使金属液中残留过多的氧化物。 熔炼工艺不当或操作不当，金属液中的氧化物没有除去干净等；炉 料熔化过程中，金属液表面裸露的时间长，使合金元素的氧化机会增 多。预脱氧后，停电静置时间短，金属液中的氧化物没有及时、完全 上浮；终脱氧不充分，浇注过程中产生二次氧化等。型壳面层材料中的氧化物过

4、多据相关资料介绍，由于锆砂 具有导热性好，蓄热能力大，耐火度高等优点，在生产不锈钢熔模铸 件时，采用锆砂作为型壳面层耐火材料。纯ZrSiO4的耐火度为2000C 以上，但是随着杂质含量的增加，耐火度相应下降。当锆砂中含有 Ca、Mg氧化物杂质时分解温度会下降到1300C左右，当含有K、Na 氧化物时，其分解温度会下降到900C左右。锆砂是ZrO2 SiO2二 元系中唯一的化合物，其分解时析出的无定形的SiO2具有很高的活 性，能与金属中的Cr、Ni、Ti、Mn、Al等合金元素在高温下发生化 学反应，致使铸件的表面产生麻点。如某熔模铸造厂生产不锈钢铸件，原来型壳面层材料选用石英砂 /粉，严重时铸

5、件的麻点缺陷约占80%。后来更换锆英砂/粉（没有 进行来料检验）和硅酸乙酯水解液作为粘结剂时，铸件的麻点缺陷有 所降低，但仍然在50%左右。当采取来料检验，控制锆英砂/粉中的 氧化物后，铸件的麻点缺陷不仅数量大幅度较少，而且麻点缺陷的程 度也明显减轻。（3）与型壳焙烧质量有关型壳充分焙烧可以去除型壳中的水分、 残留蜡料、皂化物、有机物和挥发物，以及型壳中残留的氯化铵硬化 液和钠盐等。如果型壳中残留这些物质（见图2），就会在浇注时使 金属液产生二次氧化，生成大量的气体或新的氧化物，这些氧化物与 型壳中的氧化物产生化学反应，易在铸件的表面上生成麻点缺 陷。图2型腔中的残留物皂化物盐类（4）与粘结剂

6、有关目前，熔模铸造生产中广泛使用的水玻璃、硅溶胶和硅酸乙酯水解液都属于酸性粘结剂，其共同特点是能生成酸 性氧化物SiO2（即硅酸溶胶）。这种粘结剂适用于浇注碳素钢、铜和 铝合金铸件，如果浇注钛、铭合金钢铸件时，就容易在铸件的表面上 形成麻点缺陷。防止措施（1）减少、降低金属液中的氧化物，提高金属液的质量。第一，选用干燥、洁净的炉料，控制回炉料反复使用的次数或使 用量，避免炉料中的氧化物增多。第二，采取完全脱氧，先加锰铁后，加硅铁脱氧，再加硅钙脱氧， 然后停电静置2min后，再加铝终脱氧，出炉、浇注。也可以只选用 铝终脱氧，再补充脱氧。即生产中终脱氧采用二次加入法，第一次炉 内终脱氧，加入量为0

7、.10%0.12% (铝的加入量与炉料的锈蚀有关， 炉料锈蚀严重时，加入量取上限；反之取下限)。第二次在浇包中加 入补充脱氧，用铝0.02%0.05%为宜；第三，制订合理的熔炼工艺和浇注工艺，并严格执行，如出钢 前的镇静时间要能够使氧化物充分上浮，扒渣要净，及时清除已产生 的氧化物；在浇包中加入草木灰，必要时采用真空浇注，防止金属液 的二次氧化等。有的资料提出，在型壳填砂材料中加入木炭粉，或把石墨、沥青 等碳质材料加入制壳材料中，或浇注前在型壳中加入四氯化碳，或浇 注后立即将型壳置于还原气氛中，如加木屑或废蜡再盖箱密封冷却， 或降低熔炼温度等措施，以减少或降低麻点。笔者认为选用这些措施 时，即

8、要充分考虑其在批量生产中的可行性、合理性，又要考虑其对 作业环境的污染，以及对操作者身体健康的影响等因素。合理选用型壳材料，并确保其质量。第一，选用型壳材料，如锆石英砂/粉的质量必须满足工艺要求， 尤其是面层耐火材料中含有的氧化物必须在工艺范围内，金属加工真 不错尤其是氧化铁等氧化物的含量不能超标，过高的Fe2O3含量将加 剧麻点的产生。第二，对进厂的原材料要进行检验，合格后方可进厂、入库。对 库存的原材料要定期复验，不合格的面层材料不能使用。（3）选择合理的型壳焙烧工艺，并严格执行。焙烧型壳的目的是从型壳中除去挥发性的物质（如残留的水分、 盐分、模料等），进一步提高型壳的质量。生产中常采用的

9、型壳焙烧 工艺：温度为850900C，时间为24h （时间与装炉量有关）。型壳焙烧质量的好坏可以从型壳外观的颜色判断。如果型壳呈深 灰色，则说明型壳中有较多的碳分，说明型壳焙烧不充分；如果型壳 内表面或断面呈白色、粉白色或粉红色，则说明焙烧的质量好。焙浇过的型壳应及时进行浇注。如果存放时间过长，在浇注前应 再次进行烘焙（不是焙烧）。型壳不能多次焙烧，每焙烧一次，就会 增加或加大型壳上的裂纹。（4）使用中性或碱性粘结剂。不锈钢熔模铸件产生麻点的主要原因：首先是金属液和型壳面层 耐火材料中含有较多的氧化物，其次是型壳焙烧不良，再次是粘结剂 的种类。当采用前三项措施仍然效果不理想时，才可以考虑采用中性或碱 性粘结剂。中性粘结剂有铝、铭、锆等金属盐类，如硝酸铝Al(OH)2NO3、 碱式氯化铝Al(OH)2Cl、碱式