铸造缺陷的原因

甲午年2023-05-07  20

若采用砂型铸造,造成缺陷的原因常有:浇注时沙箱内有落砂,导致砂眼;砂型的气孔没做好或者喊水分过大,造成铸造时气体不能很好排除,形成气孔;浇帽口高度太低,浇注压力不够,铸件冷凝收缩过大,铸件尺寸不达标。

另外原料融化温度控制不好等都可能造成铸造缺陷。

优点:

1可以生产形状复杂的零件毛坯或零件;

2铸件的应用范围广泛,不受尺寸,形状,重量的限制;

3铸造生产成本较低;

4铸件切削加工量较少,可减少加工成本。

缺点:

1铸件组织不够致密,存在缩孔、气孔、渣、裂纹等缺陷,晶粒粗细不均,铸件力学性能较低,耐冲击能力较低;

2铸造生产工序较多,工艺过程控制较繁琐,易于产生废品。

应用铸造有关理论和系统知识生产铸件的技术和方法。包括铸件工艺,浇铸系统,补缩系统,出气孔,激冷系统,特种铸造工艺等内容。

铸造工艺设计内容包括:铸件工艺图的设计,铸件图的设计,铸型装配图的设计以及工艺卡的制作等。

铸造是一种古老的制造方法,在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展,铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量,因此,铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速,特别是19世纪末和20世纪上半叶,出现了很多的新的铸造方法,如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等,在20世纪下半叶得到完善和实用化。

如果你的问题中“缺陷”解释为“缺点”

1铸件的力学性能较差。相对于通过锻造,轧制,挤压等方式生产的产品,铸造生产的产品,组织疏松,不密实,易产生裂纹。

2铸造的组织不均匀。铸件的组织通常由外表面的细晶区;中间的柱状晶区;内部的等轴晶区。

3残余应力较大。

如果你问题中“缺陷”解释为“组织缺陷”

铸锭或铸锭中常存缩孔、气孔、缩孔、夹杂物、缩松和偏析等缺陷。

铸造性能,主要指的是合金的铸造性能,而合金的铸造性能主要是指合金的流动性能和收缩性能等。铸件的结构,如果不能满足合金铸造性能的要求,则可能产生浇不足、冷隔、缩松、气孔、裂纹和变形等缺陷。

铸造合金从液态凝同和冷却至室温过程中,其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。包括液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。液态收缩是金属液由于温度的降低而发生的体积缩减。凝固收缩是金属液凝固(液态转变为同态)阶段的体积缩减。液态收缩和凝固收缩表现为合金体积的缩减,通常称为“体收缩”。固态收缩是金属在固态下由于温度的降低而发生的体积缩减,固态收缩虽然也导致体积的缩减,但通常用铸件的尺寸缩减量来表示,故称为“线收缩”。

铸件收缩不仅影响尺寸,还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷,故铸造用材料的收缩率越小越好。收缩直接影响铸件的质量。液态收缩和凝固收缩若得不到补足,会使铸件产生缩孔和缩松缺陷,固态收缩若受到阻碍会产生铸造内应力,导致铸件变形开裂。

1、缩孔和缩松

缩孔是由于金属的液态收缩和凝固收缩部分得不到补足时,在铸件的最后凝固处出现的较大的集中孔洞。缩松是分散在铸件内的细小的缩孔。缩孔和缩松都能使铸件的力学性能下降,缩松还能使铸件在气密性试验和水压试验时出现渗漏现象。生产中可通过在铸件的厚壁处设置冒口的工艺措施,使缩孔转移至最后凝固的冒口处,从而获得完整的铸件。冒口是多余部分,切除后便获得完整、致密的铸件;也可以通过合理地设计铸件结构,避免铸件局部金属积聚,来预防缩孔的产生。

2、变形与开裂

铸件在凝固后继续冷却过程中,若固态收缩受到阻碍就会产生铸造内应力,当内应力达到一定数值时,铸件便产生变形甚至开裂。铸造内应力主要包括收缩时的机械应力和热应力两种,机械应力是由铸型、型芯等外力的阻碍收缩引起的内应力;热应力是铸件在冷却和凝固过程中,由于不同部位的不均衡收缩引起的内应力。

、气孔 形原: 1 液体金属浇注卷入气体合金液凝固气孔形式存于铸件 2 金属与铸型反应铸件表皮皮气孔 3 合金液夹渣或氧化皮附着气体混入合金液形气孔 解决及修补 1 浇注防止空气卷入 2 合金液进入型腔前先经滤网除合金液夹渣、氧化皮气泡 3 更换铸型材料或加涂料层防止合金液与铸型发反应 4 允许补焊部位缺陷清理干净进行补焊 二、疏松 形原 1 合金液除气干净形疏松 2 凝固部位缩足 3 铸型局部热、水、排气良 解决及修补 1 保持合理凝固顺序补缩 2 炉料静洁 3 疏松部位放置冷铁 4 允许补焊部位缺陷部位清理干净补焊 三、夹杂 形原 1 外物混入液体合金并浇注铸型 2 精炼效良 3 铸型内腔表面外物或造型材料剥落 解决及修补 1 仔细精炼并注意扒查 2 熔炼工具涂料层应附着牢固 3 浇注系统及型腔应清理干净 4 炉料应保持清洁 5 表面夹杂打磨除必要进行补焊 四、夹渣 形原 1 精炼变质处理除渣干净 2 精炼变质静置间够 3 浇注系统合理二氧化皮卷入合金液 4 精炼合金液搅或污染 解决及修补 1 严格执行精炼变质浇注工艺要求 2 浇注应使金属液平稳注入铸型 3 炉料应保持清洁炉料处理及使用应严格遵守工艺规程 五、裂纹 形原 1 铸件各部冷却均匀 2 铸件凝固冷却程受外界阻力能自由收缩内应力超合金强度产裂纹 解决及修补 1尽能保持顺序凝固或同凝固减少内应力 2细化合金组织 3选择适宜浇注温度 4增加铸型退让性 六、偏析 形原 合金凝固析相与液相所含溶质浓度同数情况液相溶质富集及扩散使先凝固部化均匀 解决 1熔炼程加强搅拌并适静置 2适增加凝固冷却速度 七、超差 形原 1 间合金或预制合金均匀或析误差 2 炉料计算或配料称量错误 3 熔炼操作失易氧化元素烧损 4 熔炼搅拌均匀、易偏析元素布均匀 解决 1 炉前析合格适进行调整 2 终检验合格同设计使用部门协商处理 八、针孔 形原 合金液体状态溶解气体(主要氢)合金凝固程自合金析形均布形孔洞 解决及修补 1 合金液体状态彻底精炼除气 2 凝固程加凝固速度防止溶解气体自合金析 3 铸件压力凝固防止合金溶解气体析 4 炉料、辅助材料及工具应干燥

1、选择合适的合金成分

在使用条件允许的情况下,尽量选取结晶温度窄的合金成分。例如,对于灰铸铁及球墨铸铁,力求将化学成分选定在共晶点附近,以利于减小或消除铸件的缩孔和缩松。

2、有效地控制熔炼过程,采用冶金性能良好的液态合金。

铸型刚度因造型的紧实率及铸型种类的不同而异,应根据铸件的技术要求及实际生产情况合理地选择铸型,在可能的情况下,增加铸型刚度,改善铸型的散热条件。

3、铸造工艺合理的铸造工艺

合理地采取浇注系统的引入位置及浇注工艺,综合利用冒口、冷铁和补贴,以及在浇口杯和冒口上加发热剂、保温剂。

4、采取合理的熔炼工艺

减少金属中气体及氧化物,提高其流动性和补缩能力。将铸型置于压力罐中,浇注后迅速关闭浇注孔,使铸件在压力下凝固,消除显微缩松合理改进铸件结构。

5、铸件结构

合理改进铸件结构,力求壁厚均匀,减小热节或使铸件壁厚变化有利于顺序凝固。

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