摘要：一些大型设备的构件存在铸造缺陷，这些缺陷不但会影响到机械设备的正常运行，还会带来很大的安全隐患。要想提升铸件质量，就要先找出铸件缺陷产生的原因，然后采取有效措施消除缺陷。
关键词：砂型铸铁；常见缺陷；解决措施
0.引言
孕育铸铁是通过在铸铁熔体中添加孕育剂，从而细化石墨和基体共晶团，得到细小的珠光体石墨组织，实现提升铸铁机械性能的目的。因为常用的酸性冲天炉熔炼和砂型铸造的铸造成本比较低，而且很容易进行质量控制，所以孕育铸铁被广泛使用。铸铁性能不合格主要包括铸件强度、韧性、塑性和硬度等方面无法达到标准，而砂型铸铁产品硬度高，可以达到技术要求，有利于进行机械加工。但是，砂型铸铁仍然存在自身的缺陷，比如缩松、缩孔和机械性能不合格等等，从而导致铸件无法正常使用，只能作报废处理。
1.三孔缺陷出现的原因及解决措施
1.1气孔
1.1.1产生的原因
气孔出现的原因主要有7小类：（1）熔炼操作不当：溶剂量不足、底焦高度过高和入炉风量太大等原因会造成浇注温度过低、铁液氧化和熔炼温度低等现象，从而导致铁液气体增加，无法从铁液中逸出。（2）炉料质量差：锈蚀和废钢油污都会造成铁液中气体的增加，如果炉料中含有金属就会产生针状气孔。（3）入炉的空气湿度太大或者炉料水分过高会导致铁液气体的增加。（4）浇注系统设计不合理或者浇注速度没有控制好，速度太快就会导致铸件卷入太多型腔，而型腔又无法快速排出从而产生气孔。（5）型砂混制不良、掺杂其他物质或者水分太多都会致使气孔的产生。（6）孕育剂预热工作没有做好、孕育剂氧化或者使用的含量太多以及孕育处理不当。（7）浇注工具没有烘干就开始工作，铁液覆盖不合理。
1.1.2防止气孔产生的解决措施
（1）严格遵守熔炼操作，控制好底焦高度和入炉风量，提升铸件的出炉温度。（2）加强戳炉料的管理，仔细筛选炉料，选择轻度和块度合适的炉料，并确保炉料当中没有混入杂质，譬如金属等物质是不能掺入炉料当中的。（3）控制铁液的化学成分，降低铁液的硫含量，提升铁液的流动性。（4）控制铸件入炉的空气湿度，采取冲天炉预热送风或者除湿送风等方式进行控制。（5）提高浇注温度，让高温的铁液静置一段时间以后再进行扒渣和浇注操作。（6）浇注的时候要注意控制速度，以免出现紊流和断流的情况，还要及时点火引气。（7）孕育剂预热要达到400摄氏度才可以停止，孕育剂加入量要合理控制，扒渣后再进行浇注。（8）型砂的水分要注意控制在合理范围，而且要保证透气性良好；（9）浇注系统要保证排气能够顺利进行，注意设置排气槽孔。
1.2缩孔
1.2.1缩孔产生的主要原因
（1）铁液成分不对，比如说碳和硅的含量太低，而锰元素的含量又太高，所以铁液的凝固收缩量就会增大。
（2）浇注温度过高，但是补缩冒口或者浇注温度太低，所以冒口就会快速冷却凝固，进而丧失了补缩作用，甚至造成倒拉缩孔。
（3）铁液氧化或者含气量太高导致铁液收缩。
（4）浇注速度太快或者浇注时出现漏箱导致铁水流失。
（5）铸型工艺设计不合格，导致铸件凝固部位无法补缩铁液，从而导致缩孔的出现。
1.2.2防止缩孔产生的解决措施
（1）严格控制铁液成分，选择合适的孕育剂量，并进行正确的孕育处理，完成孕育操作后及时浇注铁水。
（2）根据铸件的结构特点和材料特性选择合适的浇注温度和速度，浇注的时候要注意保持浇注速率的平稳，如果出现漏箱的情况要及时堵住，并补浇高温铁水。
（3）为了防止铁液氧化，要注意减少铁水吸气量。
（4）在铸件的凝固过程中要注意从置口不断补充液态金属，从而确保铸件内部厚度均匀。
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1.3渣孔
1.3.1渣孔产生的原因
（1）铁液温度过低，不易流动，在浇注前没有彻底清除炉渣。
（2）熔剂加入量不对，溶剂量过多会致使炉渣勃度大，难以清除；加入量少会导致炉渣过稀，同样也很难清除。
（3）炉料掺入杂质，出现严重锈蚀，导致铁水发生氧化，夹渣情况比较严重。
（4）孕育剂加入量过多，孕育处理不恰当，造成二次夹渣情况的出现。
（5）铸型工艺不合理，浇注系统没有设计炉渣过滤区，导致炉渣进入型腔。
1.3.2防止渣孔形成的解决措施
（1）提高铁液温度，防止铁液出现氧化情况；选择合适的熔剂，在熔炼过程中要注意观察渣滓情况，如果发现渣孔形成要及时处理。
（2）孕育剂加入量要控制得当，使用前要进行预热处理，然后搅拌均匀，执行扒渣和覆盖操作。
（3）浇注时正确进行扒渣和挡渣操作，如有必要可以增设封闭式滤渣网浇注系统。
2.白口缺陷出现的原因及解决措施
2.1白口缺陷出现的原因
（1）铁水原因：铁水原因主要包括化学成分和熔炼质量等，首先分析铁水的化学成分，主要是指产品的化学成分超出规定范围，例如碳、硅和硫等元素的含量过多，就会增加灰铸铁的白口倾向；其次是熔炼质量的影响，如果在熔炼过程中冲天炉的风量太大或者太小、焦碳质量太差或者风口不通畅，都会造成铁水出炉时温度过低，甚至出现氧化情况，铁水中的合金元素也会被烧毁，出炉的铁水表面就会发白，其流动性也会变差。出炉前制作三角试样敲开，就会出现白口，对其成分进行化验时，因为硅碳等元素含量过低，铁水化验结果就无法达到标准，这样浇注出来的产品，也会出现白口、缩松和缩孔等问题。
（2）冷却条件原因：冷却条件导致构件白口的原理是：铸型铁水在极冷条件下的合金过冷度较大，内部的形核结晶能力强，而石墨的析出能力和渗碳体含量多，在凝固的时候石墨无法充分析出，甚至造成扩散性马氏体相变，导致铸件机体的白口缺陷过大，浇注产品的硬度过大。出现这种情况的主要原因是砂的含水量过多、碾砂不均匀以及透气性不好，从而导致铸型内刷水过多，挥发的水蒸气无法及时排出，对铁水形成极冷或者局部极冷。另外，铁水温度过高和铸件冷却时间过短也是造成白口的原因。
2.2防止白口缺陷出现的解决措施
针对铁水的化学成分导致白口的问题，可以通过调整配料、补加合金的方式来解决，因为在铸造构件的过程中很少会注意到这些问题，所以也不会针对这些元素进行化验，但是它们的含量必须控制在合理范围内。其次，铸型传热性太强也是导致产品硬度大的原因，可以通过提高配砂和碾砂质量来解决。为了防止铁水表面氧化出现极冷现象，可以增加煤粉用量。针对铸件冷却时间过短这个原因，工作人员可以适当延长铸件的冷却时间，如果铸件已经过早落砂，可以使用干砂覆盖实现冷却，从而降低产品的过冷度实现。最后，要控制好铁水浇注温度，并根据产品薄厚件的差异确定浇注温度，产品偏薄的产品要相对高温浇注，产品偏厚的产品要相对低温浇注。
3.结语
砂型铸造时铸铁件在会出现各种缺陷，有时它出现在铸件表面，有时要退火后或者喷丸清理才能发现，甚至在加工时被发现，这样就会造成能源和原材料的浪费。为了预防铸件缺陷的产生，就要先了解其中的机理和影响因素，本文就砂型铸造的常见缺陷产生的原因和解决措施进行了分析，希望能够提升铸件质量和机械设备的使用性能。
参考文献：
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[3]胡林，翟中波，周云，叶元海.砂型铸铁件常见缺陷的挽救[A].重庆铸造行业协会、重庆市机械工程学会铸造分会.2013（第23届）重庆市铸造年会论文集[C].重庆铸造行业协会、重庆市机械工程学会铸造分会：，2013：4.
论文作者:杨家亿
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：铁水论文; 铸件论文; 白口论文; 砂型论文; 缺陷论文; 原因论文; 缩孔论文; 《基层建设》2017年第16期论文;