鑄造缺陷

鑄造缺陷的解決方法：鑄造缺陷如氣孔、縮孔、砂眼、粘砂和裂紋等，鑄造缺陷一直是鑄造行業(yè)無法避免和難以解決的問題。修復(fù)不合格鑄件，常規(guī)方法主要是進(jìn)行焊補(bǔ)，需要熟練工人，耗費(fèi)時(shí)間，并消耗大量材料。有時(shí)受部件材質(zhì)的影響，焊接還會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞加劇，造成部件報(bào)廢，加大了企業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)成本。現(xiàn)市面上有一種金屬修補(bǔ)劑專門針對(duì)銅、鐵、鋼、鋁等不同材質(zhì)進(jìn)行修復(fù)，替代焊補(bǔ)工藝，避免應(yīng)力損壞，為企業(yè)挽回巨大經(jīng)濟(jì)損失。

鑄造缺陷簡(jiǎn)介

鑄造缺陷修補(bǔ)劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠，以金屬及合金為強(qiáng)化填充劑的聚合金屬?gòu)?fù)合型冷焊修補(bǔ)材料。與金屬具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，并基本可保存顏色一致，具有耐磨抗蝕與耐老化的特性。固化后的材料具有較高的強(qiáng)度，無收縮，可進(jìn)行各類機(jī)械加工。具有抗磨損、耐油、防水、耐各種化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，同時(shí)可耐高溫120℃。

鑄造缺陷用途

鑄造缺陷修補(bǔ)劑是由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進(jìn)行復(fù)合得到的高性能聚合金屬材料，適用于各種金屬鑄件的修補(bǔ)及缺陷大于2mm的各種鑄件氣孔、砂眼、麻坑、裂紋、磨損、腐蝕的修復(fù)與粘接。通用于對(duì)顏色要求不太嚴(yán)格的各種鑄造缺陷的修復(fù)，修復(fù)后顏色與基材基本一致，具有很高的強(qiáng)度，及優(yōu)異的耐磨抗蝕與耐老化特性，并可與基材一起進(jìn)行各類機(jī)械加工

鑄造缺陷鐵質(zhì)

鐵質(zhì)修補(bǔ)劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用于機(jī)械加工后出現(xiàn)的鑄造氣孔、砂眼、裂紋或加工失誤的修復(fù)。固化后的材料硬度高、無收縮，可進(jìn)行各類機(jī)械加工。綜合性能好，與金屬具有較高的結(jié)合強(qiáng)度；具有耐磨損、耐老化、防水、抗各種化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，同時(shí)可耐高溫168℃。

鐵質(zhì)修補(bǔ)劑用途

鐵質(zhì)修補(bǔ)劑是由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進(jìn)行復(fù)合得到的高性能聚合金屬材料，適用于灰鐵、球鐵等鑄造缺陷的修復(fù)及零件磨損、腐蝕、縮孔、氣孔、砂眼、裂紋的修復(fù)與粘接。

鑄造缺陷鋼質(zhì)

鋼質(zhì)修補(bǔ)劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用于多種鋼件的缺陷修補(bǔ)，綜合性能好，與機(jī)體結(jié)合強(qiáng)度高，顏色可保持與被修基體一致。固化后硬度高、無收縮，可進(jìn)行各類機(jī)械加工。具有耐磨損、耐老化、耐油、防水、抗各種化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，同時(shí)可耐高溫200℃。

鋼質(zhì)修補(bǔ)劑的用途

鋼質(zhì)修補(bǔ)劑由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進(jìn)行復(fù)合得到的高性能聚合金屬材料，適用于各種碳鋼、合金鋼、不銹鋼的修補(bǔ)，如鑄造缺陷的填補(bǔ)及零件磨損、劃傷、腐蝕、破裂的修復(fù)。

鋁質(zhì)修補(bǔ)劑

鋁質(zhì)修補(bǔ)劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用于各種鋁及鋁合金磨損、腐蝕、破裂及鑄造缺陷的修補(bǔ)。以鋁為填充劑，顏色與鋁鑄件基本一致。綜合性能好，固化后硬度高、無收縮，可進(jìn)行各類機(jī)械加工。具有耐磨、耐老化、耐油、防水、抗各種化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，同時(shí)可耐高溫168℃。

鋁質(zhì)修補(bǔ)劑的用途

鋁質(zhì)修補(bǔ)劑由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進(jìn)行復(fù)合得到的高性能聚合金屬材料，適用于各種鑄鋁件缺陷的修補(bǔ)及鋁質(zhì)零件磨損、劃傷、腐蝕、破裂的修復(fù)。

銅質(zhì)修補(bǔ)劑

銅質(zhì)修補(bǔ)劑是雙組分、膠泥狀、室溫固化高分子樹脂膠。適用于各種青銅黃銅件磨損、腐蝕、破裂及鑄造缺陷的修補(bǔ)。以銅為填充劑，修補(bǔ)后顏色與銅鑄件基本一致。綜合性能好，固化后硬度高、無收縮，可進(jìn)行各類機(jī)械加工。具有耐磨、耐老化、防水、抗各種化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，同時(shí)可耐175℃高溫。

銅質(zhì)修補(bǔ)劑的用途

銅質(zhì)修補(bǔ)劑由多種合金材料和改性增韌耐熱樹脂進(jìn)行復(fù)合得到的高性能聚合金屬材料，適用于黃銅、青銅鑄件和工藝鑄造件磨損、腐蝕、破裂及缺陷的修補(bǔ)與再生。

氣孔

氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時(shí)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(huì)減小其有效承載面積，且在氣孔周圍會(huì)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(huì)降低鑄件的致密性，致使某些要求承受水壓試驗(yàn)的鑄件報(bào)廢。另外，氣孔對(duì)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。

球墨鑄鐵件皮下氣孔缺陷

球墨鑄鐵件的生產(chǎn)過程中，在熱處理、拋丸清理后或機(jī)加工時(shí)常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些直徑大約為0.5-3mm，形狀為球形、橢圓狀或針孔狀內(nèi)壁光滑的孔洞，這些孔洞一般在鑄件表皮下2-3mm分布，這就是所謂的皮下氣孔。

皮下氣孔的形成是由于含鎂鐵液表面的張力大，容易形成氧化膜，這對(duì)阻礙析出氣體和入侵氣體的排出有一定影響，這些氣體滯留于皮下就會(huì)形成氣孔。另外，球墨鑄鐵糊狀凝固特點(diǎn)使氣體通道較早被堵塞，也會(huì)促進(jìn)皮下氣孔缺陷的形成。

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 。

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。

消失模鑄件粘砂可以分為機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂。機(jī)械粘砂的實(shí)質(zhì)是金屬液對(duì)砂粒間細(xì)孔的填充滲入，此種情況形成是由于金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力，金屬液滲入砂?？障抖鴮?dǎo)致，如果在泡沫塑料模外表面涂掛一層致密涂層，方可起到阻止金屬液滲入的作用，從而有效防止鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂?；瘜W(xué)粘砂的產(chǎn)生多由于型料耐火度不高、熔融溫度較低所致，當(dāng)澆入高溫金屬液后很容易被金屬液所熔融，形成節(jié)瘤等缺陷，因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的涂料，對(duì)于防止化學(xué)粘砂很有利。

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(shí)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(shí)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。

砂眼

在鑄件內(nèi)部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。

脹砂

澆注時(shí)在金屬液的壓力作用下，鑄型型壁移動(dòng)，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(shí) 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(duì)鑄型的壓力 。

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(dòng)，將使鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷。澆不足 時(shí)，會(huì)使鑄件不能獲得完整的形狀；冷隔時(shí)，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。

鑄造缺陷孔眼類缺陷

就消失模鑄造中的孔眼類缺陷而言，其一般可以分為渣孔和砂孔，其中渣孔是液態(tài)金屬帶入熔渣及模樣裂解的固相產(chǎn)物不能排除，漂浮在鑄件表面，鑄件冷卻后形成的，因此在熔煉時(shí)除渣要徹底，嚴(yán)格擋渣操作，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要利于除渣，提升澆注溫度，選取除渣性好的澆包及設(shè)置過濾網(wǎng)擋渣；砂孔缺陷是澆注時(shí)干砂進(jìn)入液態(tài)金屬，最后積聚到鑄件表面噴丸處理掉砂子后留下的孔眼，要防止砂孔缺陷產(chǎn)生要求模樣組合粘結(jié)要緊密，直澆道密封要好，避免模樣在砂箱中粘結(jié)，澆冒口連接處和模樣轉(zhuǎn)角處要圓滑過渡。

鑄造缺陷塌箱缺陷

塌箱缺陷有時(shí)也被稱為塌型缺陷或者鑄型潰散，隨著消失模鑄造工藝應(yīng)用的日趨成熟，有關(guān)塌箱缺陷的產(chǎn)生原因和防治辦法已經(jīng)有了相對(duì)詳盡的研究結(jié)果，研究結(jié)果證實(shí)，塌箱缺陷的產(chǎn)生原因并非單方面的，下面就塌箱缺陷的產(chǎn)生原因做出以下總結(jié)：

a. 在澆注過程中，消失模模樣分解產(chǎn)生的氣體量太多且急，鑄型排氣速度趕不上，加上真空泵吸氣不足，容易導(dǎo)致鑄型潰散、坍塌；

b. 金屬液“閃流”是造成塌型缺陷產(chǎn)生的原因之一，所謂金屬液“閃流”就是在澆注中，部分已經(jīng)流入填充消失模模樣位置的金屬液在受到外界作用的情況下改流到其他部位，使得原來置換出來的位置無金屬液或者金屬充填占據(jù)。該類問題多發(fā)生在頂注、鑄件存在大平面、一型多模樣這幾種情況；

c. 如果金屬液的浮力過大，會(huì)使鑄型上部型砂容易變形，可能導(dǎo)致局部潰散；一般情況下，鑄型頂部吃砂量小，負(fù)壓度不夠，可能造成鑄件成型不良，甚至不能成型；

d. 涂料的耐火度、高溫強(qiáng)度不夠，極容易產(chǎn)生消失模鑄件塌箱缺陷。消失模模樣在澆注過程中有緩沖金屬液充型和降溫的作用，同時(shí)可減弱金屬液沖刷鑄型。當(dāng)金屬液置換消失模模樣而充型腔后，干砂主要就依靠涂料涂層支撐，當(dāng)涂層強(qiáng)度不夠或者耐火度不夠時(shí)，局部鑄型會(huì)發(fā)生潰散、坍塌，特別是大件內(nèi)澆道上方極容易發(fā)生坍塌。

就消失模鑄件缺陷中塌箱缺陷而言，其一般多發(fā)生在澆注或者凝固環(huán)節(jié)，主要特征是鑄型局部塌陷、潰型使鑄件不能成型或者局部多肉，要使消失模鑄件塌箱缺陷得到防治可以從以下幾個(gè)方面展開實(shí)施：

a.如果金屬液產(chǎn)生的浮力過大，會(huì)使得鑄型上部型砂容易變形從而產(chǎn)生局部潰散，要防止金屬液浮力大造成塌箱可以采取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵的方法；

b.澆注過程中消失模模樣分解產(chǎn)生氣體量太多且急，鑄型排氣速度來不及會(huì)導(dǎo)致鑄型潰散，因此要選用低密度模料制作模樣，減少發(fā)氣量；

c.金屬液置換消失模模樣而充型腔后，干砂就靠涂料涂層支撐，當(dāng)涂層強(qiáng)度不夠或者耐火度不夠時(shí)，局部鑄型就會(huì)潰散，因此要盡量選擇強(qiáng)度高、耐火度高、透氣性好的涂料；

d.合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，直澆道與內(nèi)澆道面積要適宜；澆注工藝要合理，盡量降低澆注溫度、控制澆注速度、不可斷流；

e.為了避免金屬液“閃流”造成塌箱，企業(yè)可以采取對(duì)金屬液沖刷劇烈區(qū)用陶瓷澆到或者自硬水玻璃砂加固的措施。

鑄造缺陷縮松

鑄件內(nèi)部形成不規(guī)則的表面粗糙的孔洞，其中微小密集的孔洞稱為縮松；防止方法 ：

1、 改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，盡可能減少熱節(jié)

2、 合理設(shè)計(jì)澆冒口系統(tǒng)，形成順序凝固

3、 選擇適當(dāng)?shù)臐茶T溫度

4、 改進(jìn)熔練工藝，減少含氣量與氧化物

5、 保證澆鑄量，合理補(bǔ)縮

大型鑄件最大的問題就是會(huì)出現(xiàn)鑄件縮松缺陷，其方法有以下幾種，解決鑄件縮松缺陷的最根本方法就是著眼于“熱平衡”。其方法主要有以下幾點(diǎn)。

其一、改變大型鑄件內(nèi)澆道的位置。

其二、合理的工藝設(shè)計(jì)。內(nèi)澆道設(shè)在機(jī)床鑄件相對(duì)溥壁處，數(shù)時(shí)多且分散。使最早進(jìn)入厚壁處的金屬液率先凝固，薄壁處后凝固，使各處基本達(dá)到均衡凝固。對(duì)于壁厚均勻的機(jī)床鑄件，采用多個(gè)內(nèi)澆道和出氣孔。內(nèi)澆道多，分散與均布，使整體熱量均衡。出氣孔細(xì)且多，即排氣通暢又起散熱作用。

其三、在機(jī)床鑄件結(jié)構(gòu)形成的厚處與熱節(jié)處，實(shí)行快速凝固，人為地造成機(jī)床鑄件各處溫度場(chǎng)的基本平衡。采用內(nèi)外冷鐵，局部采用蓄熱量大的鋯英砂，鉻鐵礦砂或特種涂料。

《鑄造缺陷及其對(duì)策》在全國(guó)鑄造學(xué)會(huì)的積極聯(lián)系、指導(dǎo)下，于2008年9月由機(jī)械工業(yè)出版社出版了該書的中文版?！惰T造缺陷及其對(duì)策》中文版出版后，受到了全國(guó)廣大鑄造工作者的歡迎和好評(píng)。大家感到這《鑄造缺陷及其對(duì)策》圖文并茂，通俗易懂地解說各種鑄造缺陷，能夠幫助現(xiàn)場(chǎng)的鑄造技術(shù)人員及時(shí)判明他所遇到的缺陷屬于何種類型的缺陷，并準(zhǔn)確地找出缺陷產(chǎn)生的原因及解決方案，極具實(shí)用價(jià)值，是鑄造相關(guān)技術(shù)人員的好幫手。對(duì)于從事鑄造生產(chǎn)的人來說，鑄造缺陷是無法回避而又必須解決的最大課題。為了降低鑄造成本和擴(kuò)大鑄件的應(yīng)用范圍，消除鑄造缺陷是極其重要的一環(huán)。如果能做到鑄造零缺陷，將對(duì)提高鑄件的可靠性和降低成本起到不可估量的作用。為此，日本鑄造工學(xué)會(huì)成立了以早稻田大學(xué)中江秀雄教授為首的《鑄造缺陷及其對(duì)策》編委會(huì)，歷時(shí)三年，前后召開9次編委會(huì)，于2006年完成了該書的資料收集和編輯工作。該書的編寫目的是探究各種鑄造缺陷產(chǎn)生的原因及其對(duì)策，而且利用了X射線衍射、掃描電子顯微鏡（SEM）的電子探針（EPMA）等先進(jìn)的材料測(cè)試儀器，進(jìn)行了科學(xué)的分析和解說。書中敘述了鑄造缺陷的名稱、分類、分析、解說，列舉了181種缺陷的宏觀、顯微、電子顯微、電子探針分析圖片及文字說明，在每個(gè)案例中都對(duì)鑄造缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并給出了解決這些鑄造缺陷的對(duì)策。這些案例將有助于鑄造工程技術(shù)人員在解決生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題時(shí)學(xué)習(xí)和借鑒。 {zzjj}

目錄

鑄造缺陷及其對(duì)策譯叢序言

原版書序言

中文版序言

鑄造缺陷及其對(duì)策1.前言

2.缺陷名稱的分類法

3.缺陷成因的分析方法

4.缺陷實(shí)例的內(nèi)容編輯方式

5.缺陷名稱和分類

6.鑄造缺陷及其對(duì)策實(shí)例

A)尺寸、形狀缺陷

B)縮孔

C)氣體缺陷

歷史話題(1)世界文化遺產(chǎn)艾恩布里奇(鐵橋)

的鑄造缺陷

D)裂紋

E)夾雜物

F)外觀缺陷

G)型芯缺陷

歷史話題(2)奈良大佛

H)表面缺陷

I)組織缺陷

歷史話題(3)韭山反射爐及大炮

J)斷口缺陷

K)力學(xué)性能缺陷

L)使用性能缺陷

M)其他缺陷

7.解說

7.1鑄鐵斷口分析

7.2鑄造缺陷的特性因素圖

7.3尺寸不合格，尺寸超差

7.4模樣錯(cuò)誤

7.5電導(dǎo)率不良

7.6偏析

7.7鋅蒸氣向爐壁滲透

7.8《國(guó)際鑄件缺陷圖譜》中的分類

7.9英日漢鑄造缺陷名稱對(duì)照

鑄造缺陷及其對(duì)策8.索引

附錄 鑄鐵、鑄鋁材料中、日牌號(hào)對(duì)照表