刘锐
(青岛理工大学 大学机械工程学院,青岛 )
摘要金属铸造工艺在机器制造业中应用极为广泛,是历史最为悠久的金属成形方法,同时金属铸造在国民经济中占有重要地位,铸造件约占铸件的70%-90%。但是铸造生产也存在不足,液态成形给铸造带来某些缺陷,如铸造组织疏松、晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松和气孔等缺陷.因此铸件的机械性能较差,其力学性能,特别是冲击韧性,比锻件力学性能低;铸造工序多,且难以精确控制,使得铸件质量不够稳定,铸件的废品率较高;劳动强度比较大。随着铸造技术的发展,铸造工艺的不足之处正不断得到克服,如立体光固化成形、分层实造、选择性激光烧结以及直接模壳铸造等技术。这些新兴的铸造工艺使铸件的质量、成品率提高,同时也使得铸件的力学性能和工艺性能大为提高。
关键词 铸造缺陷 缺陷原因 缺陷防治措施
0 前言
金属铸造缺陷是影响金属使用的一种缺陷,为了铸造出符合标准要求的铸件,我们就要了解各种铸造缺陷的产生原因和防治措施,在铸造的设计阶段考虑到这些铸件的可能缺陷,以便合理设计铸件的结构,同时我们也要注意在在铸造过程中产生缺陷的情况,合理地进行铸造过程,防治铸造过程中产生缺陷以致造成废品。
1 各种铸造缺陷的产生原因以及防治措施
根据GB/T 5611-1988《铸造术语》规定,将铸造缺陷分为类,102种。
①多肉类缺陷
②孔洞类缺陷
③裂纹、冷隔类缺陷
④表面缺陷
⑤残缺类缺陷
⑥形状及重量差错类缺陷
⑦夹杂类缺陷
⑧性能、成分、组织不合格
1.1各种缺陷小类的名称与特征
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
多肉类缺陷 | 1 | 飞翅 | 产生在铸件分型面、泥芯间隙处、泥芯与铸件间隙处的片状金属物 |
2 | 毛刺 | 形状不规则刺状金属物出现在型芯裂缝处 | |
3 | 抬箱 | 分型面部位高度增大伴有厚大分型面披缝 | |
4 | 胀箱 | 表面局部增大形成不规则金属突起物 | |
5 | 多肉 | 铸型由于各种原因局部损坏(缺失)导致铸件此部位存在金属突起物 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
孔洞类缺陷 | 1 | 气孔 | 在铸件表面、内部或近表面处的大小不等光滑孔洞。形状有圆的、长的及不规则的。有单个存在也有多个聚集存在。颜色为白色或带有一定暗色。孔壁常伴有一层氧化皮 |
2 | 缩孔 | 常存在于铸件厚大断面、铸件壁厚交接部位。形状不规则,孔壁粗糙、晶粒粗大 | |
3 | 缩松 | 在铸件内部存在的微小不连贯的缩孔,聚集在一处或多处,晶粒粗大,各晶粒间存在着间隙 | |
4 | 渣孔 | 在铸件表面、内部形状不规则的孔洞。孔洞不光滑,孔洞全部或部分填充着渣子 | |
5 | 砂孔 | 在铸件表面、内部形状不规则的孔洞。孔洞不光滑,孔洞全部或部分填充着型砂 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
裂纹冷隔类缺陷 | 1 | 热裂 | 在铸件上有穿透或不穿透的裂纹,开裂处金属表皮氧化 |
2 | 冷裂 | 在铸件上有穿透或不穿透的裂纹,开裂处金属表皮不氧化 | |
3 | 冷隔 | 在铸件表面有完全未融合的缝隙或洼坑,其交接边缘是光滑的 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
表面缺陷 | 1 | 外观不良 | 因产品在后处理时未达到外观允收标准的产品 |
2 | 气体破坏 | 分层伴有冷隔 | |
3 | 鼠尾/沟槽 | 在铸件表面较浅(<5mm)的位置出现的一种不规则的很细小的沟纹 | |
4 | 粘砂 | 金属液轻度渗入砂型表面或砂粒间隙 | |
5 | 皱皮 | 铸件表面不规则的粗粒状或皱褶状疤痕 | |
6 | 凹陷 | 铸件厚断面或断面交交接处上平面塌陷 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
残缺类缺陷 | 1 | 浇不到 | 铸件残缺,轮廓不完整或轮廓虽完整但边、棱、角圆钝 |
2 | 未浇满 | 铸件上部残缺,残缺部分边角呈圆形,浇注系统未充满 | |
3 | 跑水 | 铸件分型面以上部分残缺,残缺表面凹陷 | |
4 | 型漏 | 铸件内的严重的空壳状残缺 | |
5 | 缺料 | 铸件受撞击而破损、断裂、残缺不全 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
1 | 尺寸不符 | 铸件实测尺寸不符合图面要求,超出公差 | |
2 | 重量不符 | 铸件重量超出规定公差范围 | |
3 | 变形 | 由于模样、铸型形状发生变化,或在铸造或热处理过程中因冷却或收缩不均等原因而引起的铸件几何形状和尺寸与图面不符 | |
4 | 错模 | 铸件的一部份与另一部份在分型面处相互错位 | |
5 | 错芯 | 由于砂芯在分型面处错位,使铸件内腔沿分型面错开,一侧多肉,另一侧缺肉 | |
6 | 孔偏 | 砂芯在金属液热作用、充型压力及浮力作用下,发生上抬、位移、漂浮甚至断裂,使铸件内孔位置发生偏错,形状和尺寸不符合图面要求 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
夹杂类缺陷 | 1 | 冷豆 | 通常位于铸件下表面或嵌入铸件表层 |
2 | 內渗物 | 存在于铸件孔洞类缺陷内的光滑有光泽的豆粒状金属渗出物 | |
3 | 夹渣 | 铸件表面或内部由熔渣引起的非金属夹杂物 | |
4 | 夹砂 | 铸件内部或表面包裹有砂粒、砂块的缺陷 |
大类 | 序号 | 缺陷名称 | 特征 |
1 | 硬度不符 | 硬度测试值不在规格之内或落差较大不符合要求者 | |
2 | 物理、力学、化学性能不符 | 物理、力学、化学性能不符合相关标准 | |
3 | 石墨漂浮 | 铸件内部晶粒粗大,组织粗大常伴有疏松缺陷 | |
4 | 偏析 | 铸件在凝固时出现化学成份不一至现象 | |
5 | 白口 | 在灰铸铁件的截面上全部或部份出现亮白色组织 | |
6 | 反白口 | 在第二相为石墨的铸件断口的中心部位出现白口组织或麻口组织,外层是正常的石墨组织 | |
7 | 硬点 | 出现在铸件断面上的细小分散的高硬度夹杂物颗粒 | |
8 | 球化不良和球化衰退 | 因球化剂加入量不足以使铸铁石墨充分球化,或球化处理后铁液停留、浇注、凝固时间过长而引起的铸铁石墨球化率低或不球化缺陷 |