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可鍛鑄鐵件17種常見缺陷及分析與防范措施


2020-04-26來源:暫無數據

可鍛鑄鐵件缺陷原因分析及解決辦法

在可鍛鑄鐵件生產中,常見的鑄件缺陷有縮孔、縮松、疏松、氣孔、裂紋、粘砂、鑄件表面粗糙、縮陷、偏芯、錯型、澆不足、型漏、灰口、麻口、反白口、白邊過厚、變形、裂紋、氧化層過厚、花心斷口、過燒,樹枝狀晶疏松、回火脆性、退火不足等。通常,產生這些缺陷的原因不單是退火工藝問題,有時還有造型制芯、熔煉澆注、配砂質量、落砂清理等許多生產工序的問題,因此必須具體分析,以便采取相應的合理措施加以解決。 

生產可鍛鑄鐵件時,鑄件一些缺陷及其原因分析與防止方法如下: 

1縮松與縮孔

特征及發現方法:

在鑄件內部,厚壁處、熱節處有分散的小孔洞稱為縮松;集中的孔洞稱為縮孔??锥吹谋砻娲植?/span>

原因分析:

1.由于底焦下降,鐵液碳含量急劇下降,使收縮增大

2.澆冒口設置不當,冒口頸截面積過小,冒口與補縮部分距離過長,使鑄件補縮不足

3.澆注溫度過高,產生縮松、縮孔的傾向增大

4.型砂水分過高,透氣性降低,阻礙鐵液充滿冒口,造成補縮不足

防止方法:

1.穩定化學成分,控制ωc2.3%~2.7%之間

2.一般把冒口置于鑄件最后凝固的部位。冒口頸截面積應合適,冒口頸的長度一般為5~8mm

3.要選用適宜的澆注溫度

4.嚴格控制型砂水分

2枝狀縮松

特征及發現方法:

    鑄件外層呈現樹枝狀疏松,.從鑄件表面起有一根根很細的針狀晶體指向中心,使結晶具有輻射狀態。一般產生在冒口頸附近、熱節、砂芯和鑄件尖角處

原因分析:

1.一般產生枝狀疏松的原因與縮松相同,主要是補縮不足造成的。與鑄件的厚度、鐵液化學成分、澆注溫度、加鋁量和澆冒口布置有關

2.另外,由于可鍛鑄鐵件是亞共晶白口鐵,液固相線間距較大,易形成枝晶,氫在高溫時大量滲入鐵液中,鐵液凝固時,氫停留在表面內層,形成枝狀疏松

防止方法:

1.嚴格控制ωAl,一般在0.05%左右

2.嚴格控制型砂水分,提高透氣性

3.對于壁厚的鑄件應降低澆注溫度

4.高硅量加孕育,以縮短凝固時間

5.合理布置澆冒口系統,使補縮良好

3氣孔與針孔

特征及發現方法:

鑄件在表面或皮下有密集或分散氣孔,孔洞表面光滑

原因分析:

1.型砂水分過多,灰分過高,粒度過細,使型砂的透氣性降低

2.澆注溫度過低,凝固快,氣泡不易逸出

3.型砂中煤粉含量過高,便其發氣量大

4.砂型緊實度過高或砂芯的通氣道不良

5.鐵液中含氣較多

6.冷鐵不干凈,或位置不當

防止方法:

1.控制型砂的水分,并提高型砂的透氣性

2.適當提高澆注沮度

3.控制合適的煤粉加入量

4.適當減少型砂和芯砂的粘結劑,對舊砂進行去灰處理

5.砂型緊實度應適宜,并加強砂芯的通氣

6.烘干爐缸、前爐及鐵液包

7.冷鐵需經光潔處理,并合理設置

4

裂紋

特征及發現方法:

鑄件外部或內部有穿透或不穿透的裂紋。熱裂帶有暗色或黑色的氧化表面;冷裂是較干凈的脆性裂紋

原因分析

1.碳含量過低,收縮過大

2.鑄件厚壁處補縮不足或冷鐵設置不合理

3.型砂或芯砂退讓性不好

4.鐵液硫含量過高,增加了熱脆性

5.內澆口大而集中,個數少,使局部過熱

6.鑄件結構不合理,壁厚變化太突然

7.鑄件開箱過早,冷卻太快

8.鑄件在落砂清理時,受沖擊過大

防止方法:

1.控制ωc不應低于2.3% 。并適當提高鐵液出爐溫度,降低澆注溫度

2.合理設置澆冒口和冷鐵

3.砂型不宜太緊實,加入適量木屑改善退讓性

4.盡量使鐵液硫含量低,或控制合適的錳硫比

5.改進鑄件結構,壁厚過渡要求漸變

6.延長開箱時間

7.鑄件在清理時,應避免受沖擊

5

渣眼

特征及發現方法:

在鑄件外部或內部的孔穴中有熔渣

原因分析:

1.澆包中的渣未除凈

2.鐵液中熔渣太多

3.澆注時斷流

4.澆注系統設置不合理,擋渣效果不好

5.澆注位置不正確

防止方法:

1.除凈澆包中的殘渣

2.適當提高鐵液溫度,可在鐵液包內加人少量干砂,以利聚渣撇除

3.澆往時,注意不發生斷流,并保持澆口杯充滿

4.在橫澆道上可設置集渣包,以利擋渣

5.應使鑄件的重要部位放在下面或側面

6

多肉

特征及發現方法:

鑄件上有形狀不規則的毛刺、披縫或凸出部分

原因分析:

1.面砂強度不夠,產生裂紋,致使鐵液鉆入

2.涂料不好

3.鑄型緊實度不均勻或吃砂量不夠

防止方法:

1.應用較細的面砂,并適當增加粘結劑和混砂時間,以提高面砂弧度

2.改善涂料

3.要求型砂緊實度均勻,并有足夠的吃砂量

7

鐵豆

特征及發現方法:

氣孔中有小鐵珠

1.型砂潮濕,內澆道離鑄件最低處太高,造成鐵液飛濺,形成鐵豆,鐵液充滿后,又未能把鐵豆熔化,使其與氣體一塊包入鑄件中

2.砂芯透氣性不好,發氣量又大,產生的大量氣體從鐵液中向外跑時,使鐵液翻滾,易在砂芯附近的鑄件表面產生鐵豆

防止方法:

1.降低型砂水分或采用底部注入式澆注系統,平穩注入型腔,以減少鐵液飛濺

2.適當減少芯砂中發氣含量大的附加物,并加強砂芯的通氣

 

8

冷隔與澆不足

特征及發現方法:

鑄件上有未完全融合的縫隙或局部缺肉,周圍呈圓邊

原因分析:

1.鐵液澆注溫度太低

2.鐵液化學成分不合適

3.砂型太濕

4.澆注系統設置不合理,澆口截面太小

5.鑄件部分壁太薄

6.冷鐵位置不當

7.下芯時偏斜

防止方法:

1.適當提高澆注溫度

2.控制合適的鐵液化學成分

3.降低型砂中的水分

4.加大澆口尺寸,加快澆注速度;對長鑄件可兩端引人鐵液

5.改進鑄件結構

6.合理設置冷鐵

7.砂芯安放正確

9

鑄態麻口、灰口

特征及發現方法:

鑄態鑄件斷面呈麻口或灰口組織

原因分析:

1.配料熔化中,成分不合要求,碳硅含量過高

2.熔化中落料不均勻,或鐵液混合不均勻

3.鑄件壁厚相差太大,在厚壁處,產生麻口或灰口

4.開箱太晚

 

防止方法:

1.正確選擇化學成分,合理配料,熔化過程中碳硅含量控制在要求的范圍內

2.裝設前爐,使鐵液均勻

3.對厚壁鑄件,應適當增加鉍的加入量或降低鐵液的澆注溫度

4.適當提前開箱

10

鑄件、硬脆性能不合標準

特征及發現方法:

力學性能不符合牌號要求,尤其韌性不足,硬度過高;金相組織中有過量的滲碳體或珠

光體;黑心可鍛鑄鐵件斷口往往呈白色或花心

原因分析:

1.鑄件化學成分不當,硅低或硫高或錳高

2.鐵液鉻含量或氧、氮、氫量超過限度

3.石墨化退火規范不正確或控制不當;第一或第二階段石墨化不完全

4.采用低溫石墨化退火工藝時控制不當

5.脫碳退火溫度過低或脫碳氣氛控制不當

防止方法:

1.正確控制鐵液化學成分和氣體含量

2.正確控制石墨化退火或脫碳退火工藝

11

鑄件變形

特征及發現方法:

退火后鑄件形狀、尺寸發生明顯的改變

原因分析:

1.鑄件裝箱不當

2.第一階段石墨化退火溫度過高,時間過長

3.退火爐內局部溫度過高

防止方法:

1.注意裝箱方式,增加隔板或填料

2.適當降低第一階段石墨化退火退度

3.改進退火爐結構和操作,使爐溫盡量均勻

4.改用低溫石墨化退火工藝

12鑄件氧化嚴重

特征及發現方法:

鑄件表面形成較厚的氧化皮

原因分析:

1.爐氣氧化性強

2.退火箱密封不好

3.退火溫度過高,時間過長

防止方法:

1.退火箱密封好

2.硅高時,適當降低退火溫度

3.合理控制錳硫比

4.采用低溫石墨化退火工藝

13過燒

特征及發現方法:

鑄件表面粗糙,邊緣熔化,斷口晶粗大,石墨粗大且形狀差。鑄件變脆,硬度增高。鑄件表層出現一層含氧鐵素體,有時局部熔化。

原因分析:

1.第一階段石墨化退火溫度過高,時間過長

2.退火爐溫度差較大,局部區域的爐溫過高,大大超過工藝規定

防止方法:

1.控制第一階段石墨化退火溫度

2.改進退火爐結構和操作,使爐溫均勻

3.改用低溫石墨化退火工藝

14回火脆性

特征及發現方法:

鑄件呈白色斷口,沖擊韌度、伸長率明顯降低

原因分析:

1.第二階段石墨化退火后或低溫退火后,在550~400℃范圍內降溫太慢,停留時間過長,沿鐵素體晶界析出碳化物或磷化物

2.鑄鐵磷含量較高,特別在硅含量高時,更易出現回火脆性

3.在發生回火脆性的溫度范圍內(400~550℃)進行熱鍍鋅

防止方法:

1.退火后在600~650℃出爐快冷

2.適當控制鐵液中磷、硅、氮含量

3.鍍鋅作業避開回火脆性溫度區。當出現鍍鋅回火脆性后,鑄件可以進行返鍍,消除脆性

4.已發生回火脆性的鑄件可重新加熱到650℃以上(650~700℃)短時間保溫,然后出爐快冷,韌性即可恢復

15低溫脆性

特征及發現方法:

低濕脆性轉變溫度升高

原因分析:

鑄件成分中硅、磷含量過高

防止方法:

控制鑄件中硅、磷含量。對在低溫下工作并承受沖擊載荷的可鍛鑄鐵件,ωsi不宜超過1.7% , ωp不宜超過0.05%

16

石墨形狀分布不良

特征及發現方法:

石墨形狀、分布不良,導致力學性能達不到標準牌號要求

原因分析:

1.鐵液化學成分選擇不當

2.孕育處理和石墨化退火工藝不當

防止方法:

1.控制化學成分在規定范圍內,防止出現鑄態石墨

2.孕育劑的加入量要適當,加硼的質量分數超過0.02%時會出現串狀石墨

3.退火溫度不宜過高,特別是第一階段石墨化退火溫度要嚴加控制,過高時會出現石墨形狀惡化,顆粒數減少

4.采用適當的低溫預處理工藝

17

樹枝狀晶間疏松

特征及發現方法:

鑄件退火后有可見的或肉眼不能發現的微小裂紋,里面有明顯氧化色澤的樹技狀疏松結構,從表面指向中心

原因分析:

鑄件凝固時,由于凝固補縮不足以及結構和結晶等條件,形成微小的熱裂及枝晶疏松。在退火過程中,爐氣沿裂紋及枝晶間隙侵入,引起疏松處嚴重氧化和進一步擴大

防止方法:

改善孕育處理,細化晶粒,消除枝晶組織,優化補縮條件。防止板塊狀白口組織和熱裂產生。

 

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