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鑄造缺陷及其對策

發布日期:2022-08-26 09:02:23 作者:admin 點擊:1651

鑄造缺陷及其對策

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一、概念;

1、鑄造缺陷是鑄造生產過程中,由于種種原因,在鑄件表面和內部產生的各種缺陷的總稱。

2、鑄件缺陷是導致鑄件性能低下、使用壽命短、報廢和失效的重要原因。

3、分析鑄件缺陷的形貌、特點、產生原因及其形成過程,目的是防止、減少和消除鑄件缺陷。消除或減少鑄件缺陷是鑄件質量控制的重要組成部分。

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二、缺陷分類;

1、孔洞類缺陷;

2、裂紋、冷隔類缺陷;

3、表面缺陷;

4、殘缺類缺陷;

5、形狀及重量差錯類缺陷;

6、夾雜類缺陷;

7、性能、成分、組織不合格;

1、孔洞類缺陷

定義

缺陷名稱

特征

 

 

 

鑄件表面和內部產生的不同大小、形狀的孔洞缺陷的總稱

氣孔

出現在內部或表層,呈圓形.腰圓形,較光滑;

針孔

狀如針頭的氣孔;

 

縮孔

形狀不規則,孔壁粗糙,常伴有粗大樹枝晶.夾雜物.裂紋等缺陷;

縮松

是細小的分散縮孔,斷口呈海綿狀;

疏松(顯微縮松)

不作為嚴格區分;

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2、裂紋、冷隔類缺陷

定義

缺陷名稱

特征

宏觀(肉眼、PT、RT、MT、UT)或微觀(顯微鏡)判斷發現有開裂紋狀紋絡

冷裂

斷口有金屬光澤或有輕微氧化色澤;

熱裂

斷口嚴重氧化,無金屬光澤;

冷隔

邊緣呈圓角;

3、表面缺陷

定義

缺陷名稱

特征

 

 

 

鑄件表面上產生的各種缺陷的總稱

外觀不良

因產品在后處理時未達到外觀允標準的產品;

氣體破壞

分層伴有冷隔;

鼠尾/溝槽


焊補

因有焊補而造成退貨;

粘砂(機械粘砂、化學粘砂)

金屬液輕度滲入砂型表面砂粒間隙;

皺皮

鑄件表面不規則的粗粒狀或皺褶狀疤痕;

凹陷

鑄件厚斷面或斷面交接處上平面塌陷;

 

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4、殘缺類缺陷

定義

缺陷名稱

特征

 

 

 

鑄件由于各種原因

澆不到

鑄件殘缺,輪廓不完整,或輪廓雖完整,但邊、棱、角圓鈍;

未澆滿

鑄件上部殘缺,殘缺部分邊角呈圓形,澆注系統未充滿;

跑水

鑄件分型面上部殘缺,殘缺面凹陷;

漏(漏箱)

存在于鑄件內的嚴重的空殼狀殘缺;

(缺損)

鑄件受撞擊而破損、斷裂、殘缺不全;

 

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5、形狀及重量差錯類缺陷

定義

缺陷名稱

特征

 

 

 

 

鑄件的形狀、尺寸、重量與鑄件圖樣或技術條件的規定不符

尺寸不符

鑄件實測尺寸不符合圖面要求,超出公差;

重量不符

重量超出規定公差范圍;

 

變形

由于模樣、鑄形狀發生變化,或在鑄造或熱處理過程中因冷卻或收縮不均勻等原因而引起的鑄件幾何形狀和尺寸與圖面不符

錯模(錯型、錯箱)

鑄件的一部分與另一部分在分型面處相互錯位;

 

錯芯

由于砂芯在分型面處錯位,使鑄件內腔沿分型面錯開,一側多肉,另一側缺肉;

孔偏(偏芯、漂芯)

砂芯在金屬熱液作用、充型壓力及浮力作用下,發生上抬、位移、漂浮甚至斷裂,使鑄件內孔位置發生偏錯,形狀和尺寸不符合圖面要求;

6、夾雜類缺陷

定義

缺陷名稱

特征

 

 

鑄件中各種金屬和非金屬金屬夾雜物的總稱

冷豆

通常位于鑄件下表面或嵌入鑄件表層;

內滲物(內滲豆)

存在于鑄件孔洞類缺陷內的光滑有光澤的豆粒狀金屬滲出物;

夾渣

鑄件表面或內部由熔渣引起的非金屬夾雜物;

夾砂

鑄件內部或表面包裹有砂粒、砂塊的缺陷;

 

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7、性能、成份、組織不合格類缺陷

定義

缺陷名稱

特征

 

鑄件由于化學成分不符合鑄件技術條件的要求,或由于熔煉、金屬液處理、鑄造、熱處理工藝不當,導致顯微組織異常,物理性能或力學性能不合格

硬度不符

硬度測試值不在規格之內或落差較大不符合要求者;

物理、力學、化學性能不符

物理、力學、化學性能不符合相關標準或客戶要求;

石墨漂浮

鑄件內部晶粒粗大,組織粗大常伴有疏松缺陷;

偏析

鑄件在凝固時出現化學成份不一至現象;

硬點

出現在鑄件斷面的細小分散的高硬度夾雜物顆粒;

白口

在灰鑄件的截面上全部或部出現亮白色組織;

反白口

在第二項為石墨的鑄件斷口的中心部位出現白口組織或麻口組織,外層是正常的石墨組織;

球化不良和球化衰退

因球化劑加入量不足以使鑄鐵石墨充分球化,或球化處理后鐵液停留、澆注、凝固時間過長而引起的鑄鐵石墨球化率低或不球化缺陷;

三、案例

1、縮孔

 

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1、定義和特征:

1、鑄件在凝固過程中因補縮不良而在熱節或最后凝固部位形成的宏觀孔洞;

2、縮孔形狀不規則,孔壁粗糙,常伴有粗大樹枝晶夾雜物、氣孔、裂紋、偏等缺陷;

3、縮孔上方或附近的鑄件表面有時會出現凹陷(縮陷)。

2、檢驗與鑒別:

1、鑄件內部縮孔可采用超聲波探傷(UT)、射線探傷(RT)或加工后用染色探傷法(PT)進行檢驗;

2、鑄件表面的縮孔用肉眼可觀察到。

3、形成原因:

1、合金的液態收縮和凝固收縮大于固態收縮,凝固時間過長;

2、澆注溫度不當,過高易產生縮孔,過低易產生縮松和疏松;

3、澆注系統、冒口、冷鐵設置不合理,鑄件凝固時得不到有效補縮;

4、鑄件結構不合理;

5、砂箱、芯骨鋼度差,型、芯緊實度和強度低而不均,鑄件易產生脹型、縮孔、縮松;

6、原材料的遺傳性。

4、防止方法:

1、優化工藝設計,合理設置澆注系統;

2、考慮使用保溫冒口、發熱冒口;

3、優化鑄件結構設計;

4、模擬分析(CAE);

5、調整成份;

6、控制爐料。

5、補救措施:

1、輕者焊補或采用工業修補劑;

2、重者報廢重鑄。

2、夾砂

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1、定義和特征:

鑄件內部或表面包裹有砂粒、砂塊的缺陷。

2、檢驗與鑒別:

1、鑄件內部夾砂可采用超聲波探傷(UT)或射線探傷法(RT)進行檢驗;

2、鑄件表面的夾砂用肉眼可確定。

3、形成原因:

1、內殘砂合模前未清理干凈;

2、合模后澆注系統或冒口掉入砂?;蛏皦K;

3、造型、下砂芯、合模時操作不當發生砂模和砂芯損壞落砂;

4、澆注系統不合理及澆注時操作不當,發生沖砂;

5、涂料不良,澆注時涂層脫落;

6、產品結構設計不合理。

4、防止方法:

1、優化模具工藝,設計合理間隙;

2、合模前吹凈型腔內殘砂;

3、合模后防止從澆注系統落砂;

4、澆注時防止沖砂。

5、補救措施:

1、輕者焊補;

2、采用工業修補劑;

3、用膩子進行修補;

4、在重要面,報廢重鑄。

3、開裂

 

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1、定義和特征:

1、冷裂是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態時,因鑄件局部的鑄造應力大于合金的極限強度而引起的裂紋,斷口有金屬光澤;

2、熱裂是鑄件在凝固未期或終凝后不久,鑄件尚處于強度和塑性很低狀態下,因鑄件固態收縮受阻而引起的裂紋,熱裂斷口嚴重氧化,無金屬光澤;

3、內裂紋一般會發生在鑄件內部最后凝固部位。

2、檢驗與鑒別:

1、鑄件內部裂紋可采用超聲波探傷(UT)、磁粉探傷(MT)或射線探傷(RT)進行檢驗;

2、鑄件表面的裂紋可采用染色探傷法(PT)來幫助確定,大部分是肉眼可直接發現的。

3、形成原因:

1、鑄件結構或澆注系統設計不合理壁厚相差懸殊,過渡圓角??;

2、鑄造合金中有害元素(P、S等)超標,珠光體元素過量;

3、鑄件開箱過早,冷卻過快;

4、合金收縮率大;

5、板設計不合理。

4、防止方法:

1、優化鑄件結構設計,壁厚均勻,過渡平滑,板厚度和分布的合理化;

2、優化澆注系統,控制澆溫、澆速使鑄件各部位冷卻速度趨于一致;

3、降低有害元素,合理控制合金元素添加量;

4、合理設定開箱時間。

5、補救措施:

1、開止裂孔后焊補;

2、采用工業修補劑;

3、在重要面,報廢重鑄。



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