砂型鑄造生產(chǎn)技術(shù)500問(下冊)-造型材料與鑄件缺陷防止

鑄造是裝備制造的基礎(chǔ)。鑄件品質(zhì)的優(yōu)劣，直接影響到裝備的技術(shù)性能、服役壽命和使用安全。進(jìn)入21世紀(jì)，我國鑄件產(chǎn)量已居世界首位，2008年鑄件產(chǎn)量達(dá)3350萬t。因此，鑄件的廢品哪怕只占1%，也達(dá)33萬t之巨。而且，若鑄件存在缺陷，即使沒達(dá)到廢品的水平，也會降低鑄件的等級，故控制鑄件缺陷有著重大的經(jīng)濟(jì)意義。

我國的鑄造工作者對鑄件缺陷的分析與研究一直都非常重視，并取得了很大的成績。但由于解決的難度太大，此工作還得持續(xù)下去。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)從計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，解決鑄件缺陷的關(guān)鍵技術(shù)，既與廠家利益息息相關(guān)，又是廠家競爭力的體現(xiàn)，因而該技術(shù)的交流受到制約。

適應(yīng)這一現(xiàn)狀，本書較為系統(tǒng)地介紹了鑄件內(nèi)部缺陷的類型、特征、成因與防止措施。既討論缺陷的一些共性問題，也分別對每種鑄造合金生產(chǎn)的鑄件缺陷進(jìn)行論述。除了介紹傳統(tǒng)的檢測鑄件缺陷的方法外，還介紹了先進(jìn)的檢測手段，如掃描電鏡、能譜分析、透射電鏡以及俄歇探針等，使得對鑄件缺陷有更深的認(rèn)知。本書廣泛地介紹了工廠解決鑄件缺陷的經(jīng)驗與效果，并提出了防止鑄件缺陷產(chǎn)生的措施，從而更具針對性和可操作性。同時，列出相應(yīng)的參考文獻(xiàn)，供讀者對所關(guān)心的問題作進(jìn)一步的查詢。

本書可供鑄造工程技術(shù)人員、相關(guān)管理人員和高級技術(shù)工人使用，也可供相關(guān)專業(yè)的大專院校師生參考。在本書的編寫過程中，得到了張承甫教授、王文清教授的指導(dǎo)和幫助，還得到了馮勝山研究員、熊艷才研究員的支持和幫助。在此，向他們致以衷心的感謝。同時，還要感謝本書引用參考文獻(xiàn)的作者，對他們辛勤勞動取得的豐碩成果和對鑄造技術(shù)作出的貢獻(xiàn)表示深深的敬意。

由于編者水平有限，書中不當(dāng)之處難免，懇請讀者批評指正。

本書主要介紹了鑄件內(nèi)在缺陷的類型、特征、形成原因和防止措施，內(nèi)容包括：鑄件缺陷分類及其分析手段、鑄件缺陷的形成因素、鑄件缺陷的分析方法、灰鑄鐵件的缺陷與防止、球墨鑄鐵件的缺陷與防止、高鉻白口鑄鐵件的缺陷與防止、鑄鋼件的缺陷與防止、鋁硅合金鑄件的缺陷與防止。書中配以大量的圖表與實(shí)例，廣泛介紹了生產(chǎn)一線的技術(shù)人員在解決鑄件缺陷方面所取得的經(jīng)驗與成果，具有較強(qiáng)的實(shí)用性、針對性和可操作性。

砂型鑄造鑄件缺陷有：冷隔、澆不足、氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂等。

1）冷隔和澆不足

液態(tài)金屬充型能力不足，或充型條件較差，在型腔被填滿之前，金屬液便停止流動，將使鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷。澆不足時，會使鑄件不能獲得完整的形狀；冷隔時，鑄件雖可獲得完整的外形，但因存有未完全融合的接縫，鑄件的力學(xué)性能嚴(yán)重受損。防止?jié)膊蛔愫屠涓簦禾岣邼沧囟扰c澆注速度。

2）氣孔

氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時逸出，在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。氣孔的內(nèi)壁光滑，明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產(chǎn)生氣孔后，將會減小其有效承載面積，且在氣孔周圍會引起應(yīng)力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的致密性，致使某些要求承受水壓試驗的鑄件報廢。另外，氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。防止氣孔的產(chǎn)生：降低金屬液中的含氣量，增大砂型的透氣性，以及在型腔的最高處增設(shè)出氣冒口等。

3）粘砂

鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀，又增加鑄件清理和切削加工的工作量，甚至?xí)绊憴C(jī)器的壽命。例如鑄齒表面有粘砂時容易損壞，泵或發(fā)動機(jī)等機(jī)器零件中若有粘砂，則將影響燃料油、氣體、潤滑油和冷卻水等流體的流動，并會玷污和磨損整個機(jī)器。防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在鑄型表面涂刷防粘砂涂料等。

4）夾砂

在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷，在用濕型鑄造厚大平板類鑄件時極易產(chǎn)生。

鑄件中產(chǎn)生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方，型腔上表面受金屬液輻射熱的作用，容易拱起和翹曲，當(dāng)翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時可能斷裂破碎，留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大，型砂體積膨脹越大，形成夾砂的傾向性也越大。

5）砂眼 在鑄件內(nèi)部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。

6）脹砂 澆注時在金屬液的壓力作用下，鑄型型壁移動，鑄件局部脹大形成的缺陷。 為了防止脹砂，應(yīng)提高砂型強(qiáng)度、砂箱剛度、加大合箱時的壓箱力或緊固力，并適當(dāng)降低澆注溫度，使金屬液的表面提早結(jié)殼，以降低金屬液對鑄型的壓力。