可锻铸铁件缺陷原因分析及解决办法

在可锻铸铁件生产中，常见的铸件缺陷有缩孔、缩松、疏松、气孔、裂纹、粘砂、铸件表面粗糙、缩陷、偏芯、错型、浇不足、型漏、灰口、麻口、反白口、白边过厚、变形、裂纹、氧化层过厚、花心断口、过烧，树枝状晶疏松、回火脆性、退火不足等。通常，产生这些缺陷的原因不单是退火工艺问题，有时还有造型制芯、熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题，因此必须具体分析，以便采取相应的合理措施加以解决。 

生产可锻铸铁件时，铸件一些缺陷及其原因分析与防止方法如下： 

1缩松与缩孔

特征及发现方法:

在铸件内部，厚壁处、热节处有分散的小孔洞称为缩松；集中的孔洞称为缩孔。孔洞的表面粗糙

原因分析:

1.由于底焦下降，铁液碳含量急剧下降，使收缩增大

2.浇冒口设置不当，冒口颈截面积过小，冒口与补缩部分距离过长，使铸件补缩不足

3.浇注温度过高，产生缩松、缩孔的倾向增大

4.型砂水分过高，透气性降低，阻碍铁液充满冒口，造成补缩不足

防止方法:

1.稳定化学成分，控制ω_c在2.3%~2.7%之间

2.一般把冒口置于铸件最后凝固的部位。冒口颈截面积应合适，冒口颈的长度一般为5~8mm

3.要选用适宜的浇注温度

4.严格控制型砂水分

2枝状缩松

特征及发现方法:

    铸件外层呈现树枝状疏松，.从铸件表面起有一根根很细的针状晶体指向中心，使结晶具有辐射状态。一般产生在冒口颈附近、热节、砂芯和铸件尖角处

原因分析:

1.一般产生枝状疏松的原因与缩松相同，主要是补缩不足造成的。与铸件的厚度、铁液化学成分、浇注温度、加铝量和浇冒口布置有关

2.另外，由于可锻铸铁件是亚共晶白口铁，液固相线间距较大，易形成枝晶，氢在高温时大量渗入铁液中，铁液凝固时，氢停留在表面内层，形成枝状疏松

防止方法:

1.严格控制ω_Al，一般在0.05%左右

2.严格控制型砂水分，提高透气性

3.对于壁厚的铸件应降低浇注温度

4.高硅量加孕育，以缩短凝固时间

5.合理布置浇冒口系统，使补缩良好

3气孔与针孔

特征及发现方法:

铸件在表面或皮下有密集或分散气孔，孔洞表面光滑

原因分析:

1.型砂水分过多，灰分过高，粒度过细，使型砂的透气性降低

2.浇注温度过低，凝固快，气泡不易逸出

3.型砂中煤粉含量过高，便其发气量大

4.砂型紧实度过高或砂芯的通气道不良

5.铁液中含气较多

6.冷铁不干净，或位置不当

防止方法:

1.控制型砂的水分，并提高型砂的透气性

2.适当提高浇注沮度

3.控制合适的煤粉加入量

4.适当减少型砂和芯砂的粘结剂，对旧砂进行去灰处理

5.砂型紧实度应适宜，并加强砂芯的通气

6.烘干炉缸、前炉及铁液包

7.冷铁需经光洁处理，并合理设置

4

裂纹

特征及发现方法:

铸件外部或内部有穿透或不穿透的裂纹。热裂带有暗色或黑色的氧化表面；冷裂是较干净的脆性裂纹

原因分析: 

1.碳含量过低，收缩过大

2.铸件厚壁处补缩不足或冷铁设置不合理

3.型砂或芯砂退让性不好

4.铁液硫含量过高，增加了热脆性

5.内浇口大而集中，个数少，使局部过热

6.铸件结构不合理，壁厚变化太突然

7.铸件开箱过早，冷却太快

8.铸件在落砂清理时，受冲击过大

防止方法:

1.控制ω_c不应低于2.3% 。并适当提高铁液出炉温度，降低浇注温度

2.合理设置浇冒口和冷铁

3.砂型不宜太紧实，加入适量木屑改善退让性

4.尽量使铁液硫含量低，或控制合适的锰硫比

5.改进铸件结构，壁厚过渡要求渐变

6.延长开箱时间

7.铸件在清理时，应避免受冲击

5

渣眼

特征及发现方法:

在铸件外部或内部的孔穴中有熔渣

原因分析:

1.浇包中的渣未除净

2.铁液中熔渣太多

3.浇注时断流

4.浇注系统设置不合理，挡渣效果不好

5.浇注位置不正确

防止方法:

1.除净浇包中的残渣

2.适当提高铁液温度，可在铁液包内加人少量干砂，以利聚渣撇除

3.浇往时，注意不发生断流，并保持浇口杯充满

4.在横浇道上可设置集渣包，以利挡渣

5.应使铸件的重要部位放在下面或侧面

6

多肉

特征及发现方法:

铸件上有形状不规则的毛刺、披缝或凸出部分

原因分析:

1.面砂强度不够，产生裂纹，致使铁液钻入

2.涂料不好

3.铸型紧实度不均匀或吃砂量不够

防止方法:

1.应用较细的面砂,并适当增加粘结剂和混砂时间，以提高面砂弧度

2.改善涂料

3.要求型砂紧实度均匀，并有足够的吃砂量

7

铁豆

特征及发现方法:

气孔中有小铁珠

1.型砂潮湿，内浇道离铸件最低处太高，造成铁液飞溅，形成铁豆，铁液充满后，又未能把铁豆熔化，使其与气体一块包入铸件中

2.砂芯透气性不好，发气量又大，产生的大量气体从铁液中向外跑时，使铁液翻滚，易在砂芯附近的铸件表面产生铁豆

防止方法:

1.降低型砂水分或采用底部注入式浇注系统，平稳注入型腔，以减少铁液飞溅

2.适当减少芯砂中发气含量大的附加物，并加强砂芯的通气

8

冷隔与浇不足

特征及发现方法:

铸件上有未完全融合的缝隙或局部缺肉，周围呈圆边

原因分析:

1.铁液浇注温度太低

2.铁液化学成分不合适

3.砂型太湿

4.浇注系统设置不合理，浇口截面太小

5.铸件部分壁太薄

6.冷铁位置不当

7.下芯时偏斜

防止方法:

1.适当提高浇注温度

2.控制合适的铁液化学成分

3.降低型砂中的水分

4.加大浇口尺寸，加快浇注速度；对长铸件可两端引人铁液

5.改进铸件结构

6.合理设置冷铁

7.砂芯安放正确

9

铸态麻口、灰口

特征及发现方法:

铸态铸件断面呈麻口或灰口组织

原因分析:

1.配料熔化中，成分不合要求，碳硅含量过高

2.熔化中落料不均匀，或铁液混合不均匀

3.铸件壁厚相差太大，在厚壁处，产生麻口或灰口

4.开箱太晚

防止方法:

1.正确选择化学成分，合理配料，熔化过程中碳硅含量控制在要求的范围内

2.装设前炉，使铁液均匀

3.对厚壁铸件，应适当增加鉍的加入量或降低铁液的浇注温度

4.适当提前开箱

10

铸件、硬脆性能不合标准

特征及发现方法:

力学性能不符合牌号要求，尤其韧性不足，硬度过高；金相组织中有过量的渗碳体或珠

光体；黑心可锻铸铁件断口往往呈白色或花心

原因分析:

1.铸件化学成分不当，硅低或硫高或锰高

2.铁液铬含量或氧、氮、氢量超过限度

3.石墨化退火规范不正确或控制不当；第一或第二阶段石墨化不完全

4.采用低温石墨化退火工艺时控制不当

5.脱碳退火温度过低或脱碳气氛控制不当

防止方法:

1.正确控制铁液化学成分和气体含量

2.正确控制石墨化退火或脱碳退火工艺

11

铸件变形

特征及发现方法:

退火后铸件形状、尺寸发生明显的改变

原因分析:

1.铸件装箱不当

2.第一阶段石墨化退火温度过高，时间过长

3.退火炉内局部温度过高

防止方法:

1.注意装箱方式，增加隔板或填料

2.适当降低第一阶段石墨化退火退度

3.改进退火炉结构和操作，使炉温尽量均匀

4.改用低温石墨化退火工艺

12铸件氧化严重

特征及发现方法:

铸件表面形成较厚的氧化皮

原因分析:

1.炉气氧化性强

2.退火箱密封不好

3.退火温度过高，时间过长

防止方法:

1.退火箱密封好

2.硅高时，适当降低退火温度

3.合理控制锰硫比

4.采用低温石墨化退火工艺

13过烧

特征及发现方法:

铸件表面粗糙，边缘熔化，断口晶粗大，石墨粗大且形状差。铸件变脆，硬度增高。铸件表层出现一层含氧铁素体，有时局部熔化。

原因分析:

1.第一阶段石墨化退火温度过高，时间过长

2.退火炉温度差较大，局部区域的炉温过高，大大超过工艺规定

防止方法:

1.控制第一阶段石墨化退火温度

2.改进退火炉结构和操作，使炉温均匀

3.改用低温石墨化退火工艺

14回火脆性

特征及发现方法:

铸件呈白色断口，冲击韧度、伸长率明显降低

原因分析:

1.第二阶段石墨化退火后或低温退火后，在550~400℃范围内降温太慢，停留时间过长，沿铁素体晶界析出碳化物或磷化物

2.铸铁磷含量较高，特别在硅含量高时，更易出现回火脆性

3.在发生回火脆性的温度范围内(400~550℃)进行热镀锌

防止方法:

1.退火后在600~650℃出炉快冷

2.适当控制铁液中磷、硅、氮含量

3.镀锌作业避开回火脆性温度区。当出现镀锌回火脆性后，铸件可以进行返镀，消除脆性

4.已发生回火脆性的铸件可重新加热到650℃以上(650~700℃)短时间保温，然后出炉快冷，韧性即可恢复

15低温脆性

特征及发现方法:

低湿脆性转变温度升高

原因分析:

铸件成分中硅、磷含量过高

防止方法:

控制铸件中硅、磷含量。对在低温下工作并承受冲击载荷的可锻铸铁件，ω_si不宜超过1.7% , ωp不宜超过0.05%

16

石墨形状分布不良

特征及发现方法:

石墨形状、分布不良，导致力学性能达不到标准牌号要求

原因分析:

1.铁液化学成分选择不当

2.孕育处理和石墨化退火工艺不当

防止方法:

1.控制化学成分在规定范围内，防止出现铸态石墨

2.孕育剂的加入量要适当，加硼的质量分数超过0.02%时会出现串状石墨

3.退火温度不宜过高，特别是第一阶段石墨化退火温度要严加控制，过高时会出现石墨形状恶化，颗粒数减少

4.采用适当的低温预处理工艺

17

树枝状晶间疏松

特征及发现方法:

铸件退火后有可见的或肉眼不能发现的微小裂纹，里面有明显氧化色泽的树技状疏松结构，从表面指向中心

原因分析:

铸件凝固时，由于凝固补缩不足以及结构和结晶等条件，形成微小的热裂及枝晶疏松。在退火过程中，炉气沿裂纹及枝晶间隙侵入，引起疏松处严重氧化和进一步扩大

防止方法:

改善孕育处理，细化晶粒，消除枝晶组织，优化补缩条件。防止板块状白口组织和热裂产生。

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