摘要：由于铸造方法具有成本低廉、一次成形以及可以制造复杂结构大型件等优点,被广泛应用于工业生产的众多领域,特别是汽车制造业。在航空航天制造业中,很多部件也是铸件。为保证产品质量及节省成本,在生产流程的早期阶段及时检测出缺陷是很必要的。基于此，在接下来的文章中，将围绕产品试制中铸件缺陷的分析、检验方面展开详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：产品试制；铸件；分析；检验
引言：在变速箱产品铸件生产过程中,由于各方面的因素影响,使铸件容易产生各种类型的缺陷。有缺陷的铸件是否能够使用,须按铸件的用途和要求,以及缺陷产生的部位和严重程度等情况分析而定。通过试验、分析和研究,归纳出在产品试制中铸件缺陷产生的原因、防止方法以及修补方法,对降低成本缩短试制周期具有十分重要的意义。
一、铸件常见的缺陷和防止方法
（一）缩孔和缩松
金属在冷凝过程中,当金属的液态收缩(包括金属的凝固收缩)大于固态收缩,就可能在铸件内部留下孔洞。防止铸件缩孔和缩松的措施有:第一，控制铸件顺序凝固和补缩。第二，选择适当的浇注温度和速度。第三，改进铸件的设计。
（二）气孔
气孔是由气体在铸件凝固前未能逸出金属液而形成的一种孔穴类缺陷。形成气孔的原因很多,根据气体的来源和表现的形式不同,可分为侵入气孔、析出气孔、反应性气孔等。首先，侵入气孔。主要是铸型在金属液作用下产生的气体侵入金属而形成的。为了防止侵入气孔,生产中采用的措施有:第一，控制气体产生的速度。第二，提高铸型的排气能力。第三，浇注时防止气体侵入。第四，侵入气体浮起及时排出；其次，析出气孔。主要是金属液在熔炼中吸收了较多的气体而形成的。要防止这种气孔,重要的是减少金属中气体的含量。在生产中防止析出气孔的措施有:第一，对炉料进行处理。第二，避免与炉气接触。第三，进行脱气处理。第四，遵守浇注工艺规程。第五，采用真空熔炼和浇注。第六，压力下结晶；最后，反应性气孔。主要是铸件和铸型界面产生化学反应产生的气体所造成,常出现在铸钢件和球铁件表面层内,离铸件表面0-2mm,形成表面光滑1-3mm左右的孔洞,不经热处理很难发现,经热处理去除表面氧化皮后,就会显露出来。防止皮下气孔的措施有:第一，防止铸钢件皮下气孔,除了减少金属液中气体的含量外,还要控制好型砂的水分和透气性。第二，防止球铁件皮下气孔,除了减少铁水中的含气量外,还要严格控制型砂水分,同时在保证球化的前提下尽量减少镁的加入量。提高浇注温度对防止皮下气孔十分有效,在铁水表面覆盖冰晶石粉也有很好的效果。
（三）砂眼
砂眼的形成主要是砂型强度低,型腔内有薄弱部分,浇口设置不当,砂型烘干不良,砂型搁置时间太长,合箱工作不够细致等原因。砂眼的防止措施有:第一，提高砂型的强度。第二，用铁钉或芯骨加强型腔内的薄弱部分,锐角部分倒成圆角。第三，正确掌握砂型烘干温度和时间。第四，砂型合箱后及时浇注。
（四）热裂
主要是金属在接近凝固温度时,收缩量较大,强度较低,塑性较差,而铸件又不能进行自由收缩造成的。防止热裂的措施有:第一，提高铸型的退让性。第二，增加易裂处的抗裂能力。第三，改善铸件的结构。例如,避免铸件壁十字相交；不使各断面壁厚相差悬殊；将转角处做成有适当半径的圆角；铸件截面由直角形改成圆弧形。
（五）冷裂
铸件在较低的温度下,也就是金属进入弹性状态以后产生的裂纹,主要是铸件内铸造应力过大引起。防止冷裂的措施有:第一，改善铸件结构。第二，使铸件均匀冷却。第三，进行退火处理。
（六）粘砂
粘砂是铸件表面粘附一层难以除掉的砂粒,分为机械粘砂和化学粘砂两类。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆防止粘砂的措施有:第一，选择成分合适的造型材料。第二，选择粗细合适的砂粒。第三，型砂中加入粘砂材料。第四，提高砂型的紧实度。第五，在型腔表面刷涂涂料。第六，适当降低浇注温度。
（七）变形
主要是由于铸造应力引起铸件外形和尺寸与图样不符的缺陷。防止铸件弯曲变形,最根本的方法是防止铸件产生过大的铸造应力。防止铸件变形在工艺上可以采取的措施有:第一，铸模采用反弯势。第二，铸件加拉筋。第三，铸件及时退火。
（八）胀砂
浇注时,型壁在金属液的压力和高温作用下可能发生移动,此时金属液尚未凝结有足够厚度的硬壳,型壁外移可使铸件的外形胀大,铸件的这种缺陷称为胀砂。胀砂不仅影响铸件外观,精度降低,增加机械加工的工时,甚至使铸件形状、尺寸和重量不合格,而且在没有冒口或冒口不能充分补缩时,会使铸件发生缩孔。防止胀砂的措施有:第一，铸件要有一定的紧实度和避免局部过松。第二，控制型砂的含水量,使型砂有良好的流动性。第三，采用干型铸造。
二、铸件的检验
（一）外观检查
铸件的缺陷,有不少在外观检查时就可发现,如铸件表面的粘砂、夹砂、冷隔等。对于怀疑其表皮下有缺陷的铸件,可用尖头小锤敲击来进行表面检查;还可以通过敲击铸件,听其发出的声音是否清脆,判断铸件有否裂纹;铸件形状、尺寸和质量偏差,可按规定标准检测或划线检查[1]。
（二）压力试验
压力试验是用来检验铸件致密性的一种方法。如柴油机水箱、高压阀体等铸件,都应经过压力试验。压力试验是把具有一定压力的水、油或空气压入经密封的铸件内腔,如果铸件有贯穿的裂纹、缩松等,水、油或空气就会通过铸件的内壁渗漏出来,从而发现缺陷的位置。试验压力通常要超过铸件工作压力30%～50%。
（三）化学分析
铸件的各种性能主要由化学成分来决定,所以熔炼时要进行合理的配料以保证化学成分。由于炉料的化学成分和熔炼烧损等常有变化,所以铸件的化学成分也会有波动。当铸件的要求较高时,就要取样进行化学分析,检查成分是否在要求的范围内[2]。
（四）金相组织检查
铸件的金相组织对其性能影响很大。同一化学成分的铸件,可以具有不同的金相组织,因此具有不同的性能。
（五）机械性能试验
为了检验铸件的强度、硬度、塑性、韧性等性能是否达到了要求,通常用专门制成的试样进行机械性能试验。一些较重要的铸件,要浇出试样毛坯,加工成一定的尺寸,然后放在专门的测试设备上测定其机械性能。因为试样毛坯的尺寸会影响试样的机械性能,所以对试样毛坯的尺寸和浇注方法都有规定[3]。
（六）铸件的检验方法的发展趋势
现代工业生产效率及产品质量要求的不断提高,促使这些检测方法的硬件设备和相关的信号或图象处理技术不断向前发展。未来的研究重点将集中在快速高效地处理超声波信号,准确地获取缺陷的高质量射线图象,以及利用先进的计算机技术实现铸件缺陷真正的自动化检测及质量评价。另外,考虑将多种检测方法结合起来,达到最佳的检测结果也是有待开拓的研究领域。
结论：
简而言之，变速箱试制产品铸件的质量是否符合技术条件所规定的要求,首先在铸件生产的各个环节采取有效的预防措施,防止缺陷产生。经检验发现铸件有缺陷时,对铸件缺陷产生的原因和补救办法要有全面的认识,并采取有效措施加以消除。为此，文章主要围绕产品试制中铸件缺陷的分析、检验方面展开详细分析，希望在做好产品试制的同时，也能够为相关人士提供重要的参考价值[4]。
参考文献：
[1]李喜孟,姜成刚,林莉.超声无损评价离心球铁质量的研究[J].无损探伤,2018,(5):13～16
[2]徐光清，超声检测技术在汽车铸件上的应用[J].无损检测，2017,13（05）：135-136.
[3]超声波探伤编写组.超声波探伤[M].北京:电力工业出版社.2018:-6
论文作者:黄欢
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
标签：铸件论文; 气孔论文; 缺陷论文; 砂型论文; 金属论文; 气体论文; 型砂论文; 《防护工程》2018年第30期论文;