侵入气孔、析出气孔、针状气孔产生的原因有哪些
铸造缺陷-气孔的描述及分析
铸造缺陷-----气孔的概述以及分析一、术语含义:金属液在凝固过程中陷入金属中的气泡,在铸件中形成的孔洞,称为气孔。
还有气眼、气泡、呛火、呛等非正规名称,是孔壁光滑的孔洞类铸造缺陷。
二、目视特征:是指肉眼看到的铸件缺陷的形态特征,是区分气孔、缩孔、砂眼、加渣及确定气孔种类性质的依据。
1、形状:一般为球形或近似于球形、泪滴形、梨形、蠕虫状、长针形等气孔孔洞。
2、表面面貌:在肉眼观察下,气孔孔壁是平滑的,表面颜色有的发亮,有的金属本色,有的发蓝,灰铸铁孔洞表面有的附着一层碳膜。
3、尺寸:由于形成气孔原因复杂,尺寸变动是无规律的,有的大到10至20几毫米,有的小到不到1毫米。
4、部位:是指孔洞在铸件截面中的位置,一般可分为表面气孔,一落砂就可发现,内部气孔只有在机加工后才能显示出来,有的皮下气孔在喷砂后或机加工去除表面硬皮后才能发现。
多出现在浇注位置的上面。
5、危害性:气孔是铸件常见和多发性缺陷,一般情况下,气孔使铸件报废数量约占铸件废品率的25%-80%。
6、气孔种类:从气孔形成原因、形成过程、形成机理来分类,气孔可分为5种,及侵入气孔、裹挟气孔、析出气孔和内外反应气孔。
下面先说一说最常见、发生最多的侵入型气孔。
一、从浇注到铸件凝固成壳期间,砂型、砂芯发生的气体侵入金属液时产生的气孔称为侵入性气孔。
1、它的形状特征:团球形、梨形、泪滴形,小头所指是气体来源的方向。
2、表面面貌:孔壁平滑,铸件侵入气体主要成分是CO时,孔壁呈蓝色;是氢气时,孔壁是金属色,发亮;是水蒸气时,孔壁是氧化色,孔壁发暗,灰色。
3、一般尺寸较大,在几毫米以上。
4、部位:按浇注位置来说,常处于铸件上表面,去掉浇冒口或气针后可看到,有的粗加工后表现出来。
5、分布:大多情况下是单个或几个聚集的尺寸较大的气孔,很少成为弥散性气孔或针孔。
二、形成机理:1、砂型:砂型中的气体侵入金属液,分为两种:①不润湿型:组成砂型型砂粒度细、强度高、紧实度大(硬),如静压线造型。
铸件侵入性气孔的
然而,当砂型发 气速度比较快时, 砂型的界面压力大 于临界压力时,就 会有侵入性气孔发 生的危险区,即会 产生侵入性气孔
三.防止产生侵入性气孔的措施
1. 控制型砂的发气量在湿型铸造时重要的 是控制型砂的主要发气物质——水的含量。型 砂中的含水量过高,不仅降低了型砂的透气性, 更严重的是水分在浇注时突然蒸发而造成大量 的气体,气体一时难以从型腔中逸出,侵入金 属液中容易产生侵入性气孔。防止侵入性气孔 最有效的方法是使型砂极少发生气体,在工艺 上可以将砂型进行烘干式表面干燥,减少发气 量,消除形成侵入性气孔的危险。 2. 保证砂型有必要的透气性:在工艺上可以 选择粒度粗的原砂,严格控制粘土加入量、
含水量和型砂的含泥量。使背砂的透气性大于 面砂的透气性,形成有效的透气方向,使气体 能及时的通过型砂逸出。 3. 选用合理的型芯涂料,控制型芯的“定向 气流”。 4. 增强砂型(芯)的排气能力:中大型铸件 浇注时必须及时点火引气增强气体的流通方向 性;制型和制芯时,在砂型上多扎些七眼,设 置出气片,出气口,在型芯内部挖出出气沟槽 放置蜡线,炉渣,焦碳和采用薄壳型芯等工艺。 5. 改进铸型工艺设计:设计铸型工艺时必须根 据铸件的重量大小、结构特点的热物理性能,
容易在这些地方吸附,聚集到一定尺寸的气 泡后侵入金属液,因此金属液要尽量减少夹 杂物。 8. 正确设计浇注系统,坚持合理的浇注工 艺:浇注系统的位置和尺寸,应保证金属液 平稳而无冲击地充满型腔,消除浇注系统产 生吸气和卷气的现象。坚持合理的浇注工艺, 浇注时浇包流口要尽量接近和对准口杯,要 求金属液流不得出现飞溅、涡流和断流现象。 9. 冷铁和芯撑是属于铸型的一部分,其表 面必须光滑无异物、水汽和铁锈。
铸件侵入性气孔的产生原 因及措施防止
———气孔是铸造生产中最常见的
铸铁件常见铸造缺陷的防止方法
铸铁件经常会发生各种不同的铸造缺陷,如何防止这些缺陷发生,一直是铸件生产厂关注的问题。
本文介绍了笔者在这方面的一些认识和实践经验。
1 气孔特征:铸件中的气孔是指在铸件内部,表面或接近表面处存在的大小不等的光滑孔洞。
孔壁往往还带有氧化色泽,由于气体的来源和形成原因不同,气孔的表现形式也各不相同,有侵入性气孔,析出性气孔,皮下气孔等。
1.1 侵入性气孔这种气孔的数量较少,尺寸较大,多产生在铸件外表面某些部位,呈梨形或圆球形。
主要是由于铸型或砂芯产生的气体侵入金属液的未能逸出而造成。
防止措施:(1)减少发气量:控制型砂或芯砂中发气物质的含量,湿型砂的含水量不能过高,造型与修模时脱模剂和水用量不宜过多。
砂芯要保证烘干,烘干后的砂芯不宜存放太长时间,隔天使用的砂芯在使用前要回炉烘干,以防砂芯吸潮,不使用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。
(2)改善型砂的透气性,选择合适的型空紧实度,合理安排出气眼位置以利排气,确保砂芯通气孔道畅通。
(3)适当提高浇注温度,开排气孔和排气冒口等,以利于侵入金属液的气体上浮排出。
1.2 析出性气孔这种气孔多而分散,一般位于铸件表面往往同批浇注的铸件大部分都发现有。
这种气孔主要是由于在熔炼过程中,金属液吸收的气体在凝固前未能全部析出,便在铸件中形成许多分散的小气孔。
防止措施:(1)采用洁净干燥的炉料,限制含气量较多的炉料使用。
(2)确保“三干”:即出铁槽、出铁口、过桥要彻底烘干。
(3)浇包要烘干,使用前最好用铁液烫过,包中有铁液,一定要在铁液表面放覆盖剂。
(4)各种添加剂(球化剂、孕育剂、覆盖剂)一不定期要保持干燥,湿度高的时候,要烘干后才能使用。
1.3 皮下气孔这种气孔主要出现在铸件的表层皮下2~3mm处,直径为1~3mm左右。
而且数量较多,铸件经热处理或粗加工去除外皮后,就会清晰地显露出来。
防止措施;(1)适当提高浇注温度,严格控制各种添加剂的加入量,尽可能缩短浇注时间。
(2)孕育剂的加入量最好控制在(质量分数)0.4%~0.6%,同时要严格控制孕育剂中A1的质量分数,w(Al)偏高容易和型腔表面的水分发生反应:2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑,一般情况下孕育剂含Al量不宜超过1.5%。
铸造缺陷(气孔与缩孔
(3)、疏松:又称为 显微缩松,是铸件凝固缓 慢的区域因微观补缩通道 堵塞而在枝晶间及枝晶的 晶壁之间形成细小孔洞, 疏松的宏观断口形貌与缩 松类似,微观形貌为分布 在晶界和晶壁间,伴有粗 大树枝晶的显微孔穴,缩 孔、缩松、疏松的形成与 合金的凝固特性关系密 切,凝固温度间隔窄的合 金具有逐曾凝固的特性, 在顺序凝固条件下易形成 集中缩孔,补缩容易,凝 固温度间隔宽的合金具有 体积凝固特性,补缩困 难,易形成缩松和疏松。
10、降低球墨铸铁的硫、磷含量 和残留镁量,用稀土镁合金处理 时,应适当提高碳、硅含量 11、降低浇注温度和浇注速度, 延长浇注时间 12、点冒口,在浇注后一段时间 内,想明冒口内补注高温金属 液,以提高冒口内补缩金属液 量,延长冒口内补缩金属液量保 持高温的时间,提高冒口的补缩 效率 13、捣冒口,用棒搅动明冒口内 的金属液,阻止其表面过早凝 壳,以提高明冒口的补缩效率 14、鉴于合金的缩松倾向具有遗 传性,在选择合金的成分和熔炼 工艺时,除了要注意加强精练和 变质处理,降低合金中低熔点杂 质元素的含量外,还应注意对金 属炉料的选择,例如,在生产易 产生缩松的厚截面球墨铸铁件 时,应选择本身没有缩松的优质 生铁作为金属炉料,并应控制回 炉料和废铸铁的用量
8、冒口数量、尺寸、形 状、设置部位以及冒口与 铸件连接不合理,补缩效 果差 9、内浇道尺寸或位置不 当,使铸件不能顺序凝固 或在铸件中形成局部热节 10、合金中易形成低熔点 粗的杂质元素含量过多, 使凝固温度间隔增大,例 如铸铁中硫、磷含量过多 时会在凝固后期形成低熔 点共晶,使铸件产生疏松 11、砂箱、芯骨刚度差, 型、芯紧实度和强度低而 不均,使铸件同时产生胀 型、缩沉和缩孔(缩松) 缺陷,对凝固过程中会产 生石墨化膨胀压力的球墨 铸铁件,情况更加严重 12、最新的研究表明:合 金的缩松倾向具有遗传 性,例如在化学成分相同 的条件下,用缩松严重的 生铁熔炼的铸铁液浇注的 铸件缩松缺陷严重
铸件,气孔,原因
铸件,气孔,原因导致铸件出现气孔的原因有哪些气孔是由于砂型(砂芯)的透气性不良,浇注时产生的大量气体不能及时排出,而在铸件内产生的孔洞。
气孔不仅减少铸件的有效截面积,且使局部造成应力集中,成为零件断裂的裂纹源,尤其是形状不规则的气孔,如裂纹状气孔和尖角形气孔,不仅增加缺口的敏感性,使金属强度下降,而且降低零件的疲劳强度。
气孔通常分为析出性气孔、反应性气孔和侵入性气孔。
1、析出性气孔。
金属液在冷却和凝固的过程中,因气体溶解度下降,析出的气体来不及排除,铸件由此而产生的气孔,称为析出性气孔。
这类气孔的特征是:在大型铸件截面上呈大面积分布,而靠近冒口、热节等温度较高区域则分布较密集。
通常金属含气量较多时,气孔形状呈裂纹状;含气量较多时,气孔较大,呈圆球状。
常发生在同一炉或同一浇包浇注的一批铸件中。
产生析出性气孔的气体,主要是氢气,其次是氮气。
铝合金最常出现析出性气孔,其次是铸钢件,铸铁件有时也会出现。
影响析出性气孔形成的因素有:1)、金属液原始含气量。
金属液原始含气量越高,气孔越易形成。
2)、冷却速度。
铸件冷却速度越快,气孔越不易形成。
3)、合金成分。
合金液态收缩大、结晶温度范围大的合金,则容易产生气孔或气缩孔。
4)、气体性质。
气体的扩散速度越快,气孔越不易形成。
2、反应性气孔。
金属液与铸型之间或在金属液内部发生化学反应产生的气体来不及排出,所产生的气孔,称为反应性气孔。
导致铸件产生反应性气孔的因素有:1)铸型水分含量过高及透气性太低;2)金属液原始气体含量高;3)合金中含有易氧化成分,如铁液中含有AL、Mg及稀土元素,钢液中含有Cr、Ca,铜液中含AL、Mn,Zn等;4)熔点较高的合金铸件(如铸钢件,铸铁件及铜合金铸件)中易出现反应性气孔。
3、侵入性气孔。
铸型在金属液的热作用下所产生的气体,侵入金属液后造成的气孔,称为侵入性气孔。
它的特征是气孔的数量较少,尺寸较大,孔壁光滑,表面有光泽或轻微的氧化色,形状多成椭圆形或梨形,一般位于铸件浇注位置的中上部或上部。
焊接中产生气孔的主要原因
焊接中产生气孔的主要原因第一篇:焊接中产生气孔的主要原因压力容器焊接中产生气孔的主要原因分析1、产生气孔的主要原因:1)锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量;2)母材钢材中含硫量过多;3)焊接速度过快,焊接线能量过小,电弧过长,熔池冷却速度大,不利于气体逸出;4)空气中潮气太大、有风; 5)电弧发生偏吹。
2、产生夹渣的主要原因。
产生夹渣的主要原因有以下方面:1)焊件边缘及焊层之间清理不干净,焊接电流太小。
2)熔化金属凝固速度太快,熔渣来不及浮出。
3)运条不当,熔渣与熔化金属分离不清,阻碍了熔渣上浮。
4)焊件及焊条的化学成分不当。
当熔池内含氧(O2)、氮(N2)、锰(Mn)、硅(Si)等成分多时,形成夹渣的机会也多。
防止措施。
防止夹渣的主要措施有以下方面:1)注意坡口及焊层间的清理,将凸凹不平处铲平,然后施焊。
2)避免焊缝金属冷却过速,选择适当的电流施焊。
3)正确运条,弧长适当,使熔渣能上浮到熔化金属表面,防止熔渣超前于熔化金属(即熔渣到熔池前面)而引起夹渣。
4)选用由于母材化学成分不当而可加以补偿的焊条。
5)严重的夹渣应铲除补焊。
第二篇:中频点焊机焊接表面气孔原因解析中频点焊机焊接表面气孔原因解析在中频点焊机焊接的过程中,有时候会出现焊接表面气孔,这是什么原因呢?快和南京豪精一起来了解下吧。
1、原因分析(1)、焊接过程中因为防风措施不严格,熔池混入气体。
(2)、焊接材料没有经过烘焙或者是烘焙不符合要求,焊丝清理不干净,在焊接的过程中自身产生气体进入熔池。
(3)、熔池温度低,凝固时间短。
(4)、焊件清理不干净,杂质在焊接高温的时候产生了气体进入了熔池。
(5)、电弧过长,氩弧焊的时候保护气体流量过大或者是过小,保护效果不好。
2、预防措施(1)、母材和焊丝要按要求清理干净(2)、焊条要按照要求来烘干(3)、防风措施要严格执行,不能有穿堂风(4)、选择合适的焊接线能量参数,焊接的速度不能过快,电弧不能过长,要正确的掌握起弧、运条和息弧等操作要领。
焊接时气孔产生的原因
焊接中气孔产生的原因及解决方法焊接是金属加工过程中常用的一种方法,但在焊接过程中,气孔的产生是一个常见的质量问题。
气孔的出现会导致焊缝强度降低,墙厚变薄,造成漏水漏气等安全隐患,因此需要采取有效措施防止气孔的产生。
气孔产生的原因主要有以下几点:
1.焊条有水分或其他杂质,进入焊接区域后蒸发产生气体。
2.焊接区域未被清洁干净,严重污染导致气孔产生。
3.焊接区域有油漆、锈迹等物质,进入焊接池中后阻妨了焊缝的形成产生气孔。
4.焊接过程中,电流不稳定,电弧不稳定,导致焊缝不均匀,产生气孔。
针对气孔的产生,我们可以采取以下措施进行解决:
1.首先保证焊接区域的清洁干净,可以采用化学清洁或机械清洗方法进行预处理。
2.焊条的存储和烘干是非常重要的,需要在焊接前对焊条进行检查和试验。
3.调整焊接电流,选择适合的焊接参数,保证焊缝的形成均匀。
4.如果气孔已经形成,焊接区域需进行二次焊接或磨砂处理,保证焊缝质量。
综上所述,气孔的产生是焊接过程中常见的问题,但只要我们采取有效的措施进行预处理和焊接调整,就能有效避免气孔的产生,提高焊缝质量。
气孔缺陷的防止措施
气孔缺陷的防止措施赵新武(西峡县内燃机进排气管有限责任公司,河南西峡474500)摘要:根据侵入性气孔、析出性气孔、反应性气孔的特征,分析了3种气孔缺陷产生的原因,并给出了相应的防止措施,得出以下结论:生产过程中无论产生哪种类型的气孔,都是物理反应或化学反应的结果,或者2种反应的共同结果。
借助能谱分析判断参与反应的物质,确定气孔的类型,有针对性地制定出防止措施,可有效解决气孔缺陷。
关键词:气孔;原因分析;防止措施中图分类号:TG250.6文献标识码:A文章编号:1003-8345(2019)02-0017-04阅韵陨:10.3969/j.issn.1003-8345.2019.02.005Prevention Measures of Blowhole DefectsZHAO Xin-wu(Xixia Internal Combustion Engine Intake and Exhaust Pipe Co.,Ltd.,Xixia474500,China )Abstract :According to the characterwastics of invasive blowhole ,precipitated blowhole ,reactive blowhole ,the causes of three kinds of blowhole defects were analyzed ,and the corresponding prevention measures were given.The following conclusions were obtained :no matter what type of blowhole were produced in the production process ,all of them were the result of a physical reaction and a chemical reaction ,or a common result of two reactions.By means of energy spectrum analyswas ,thesubstances involved in the reaction were judged ,the types of blowhole were determined ,and the preventive measures were worked out ,which could effectively solve the blowhole defects.Key words :blowhole ;analyswas of causes ;prevention measures收稿日期:2018-12-01修定日期:2019-03-28作者简介:赵新武(1949-),河南邓州人,高级工程师,主要从事铸造工艺的研究工作。
气孔问题如何解决,你可了解?
气孔问题如何解决,你可了解?铸件气孔分为析出性气孔、接触性气孔和反应气孔。
各种气孔产生的根源不同,解决方法也不同。
析出性气孔的产生原因与解决措施:我们知道,中频感应炉熔炼当中,铁液面与大气直接接触,铁液会从大气中裹入一定量的气体。
而炉料中,也会因为种种原因产生氢气、氮气和氧气。
这些气体在高温铁液中以原子形式存在于铁水中。
铁水熔炼完毕,出炉浇入铸型时,铁水在冷却和凝固过程中,因气体溶解度下降,铁液中析出的气体来不及排除,铸件就会因此而产生气孔。
这种气孔,我们称之为析出性气孔。
析出性气孔在大型截面上呈大面积分布,而且靠近冒口位置、热节部位及温度较高的区域。
如果气孔比较多,气孔形状还会呈现裂纹状。
含气量较多时,气孔较大,形状圆形。
造成析出性气孔的气体主要是氢气,其次是氧气。
铸造熔炼当中,氢气和氧气的来源都在哪里?铸造熔炼中的气体主要来自大气和炉料。
中频炉熔炼面与大气直接接触,熔炼铁液在电磁的搅动下,会在大气中裹入氧气。
这是铁液氧气来源之一。
另外,在熔炼炉料的废钢、废铁、生铁中,如果锈蚀比较严重,因为铁锈为氧化铁,氧化铁高温熔炼当中,氧气被还原至铁水中。
以上,这是铁水中氧气的来源。
氢气的来源主要是潮湿的炉料。
空气温度大的地区,如果炉料不进行烘烤,就容易产生析出性气孔。
夏天,雨季时期,铸件出现析出性气孔的机率比其他季节都要高。
这就跟炉料潮湿有关。
再则,孕育剂、球化剂,及加入炉内的合金如果含有水分,也会产生氢气。
氢气的来源主要是上面这些方面。
所以,要避免产生析出性气孔,我们就要在源头上进行控制。
炉料选择,合金选择时,尽量避免多锈材料。
夏天,或空气湿度高的地区,对炉料和合金进行必要的烘烤。
这样就能在源头上杜绝氧气和氢气的来源。
材料上防范是一方面。
除了在材料上面防范,在熔炼过程及浇注过程中,还需要采取其他一些措施,才能杜绝析出性气孔产生。
一、如果铁液含气量高,在熔炼时,就要适当延长铁液高温静置时间,以利于铁液中气体排除。
常见的铸件气孔缺陷及防止措施
常见的铸件气孔缺陷及防止措施气孔是铸件内由气体形成的孔洞。
气孔可分为:侵入气孔、裹携气孔(或卷入气孔)、析出气孔等。
1、侵入气孔从浇注到铸件表面凝固成固体壳的期间,外部气体源(型砂、芯砂等)发生的气体侵入型腔内的金属液中,形成气泡而产生的气孔,称为侵入气孔。
形成该气孔的气体来自外部气体源,所以侵入气孔又称为外生式气孔。
(1)目视特征①形状呈圆球形、团球形;有时呈梨形,梨形的侵入气孔如图1所示。
图1.梨形的侵入气孔a)梨形气孔小头指出外部气体源在铸件内圆处b)梨形气孔小头指出外部气体源在铸件外圆处①孔壁平滑。
对于铸钢、铸铁件:当侵入气孔的主要成分为CO 时,孔壁呈蓝色;主要成分为氢气时,孔壁呈金属本色,是发亮的;主要成分为水蒸气时,孔壁呈氧化色,是发暗的。
①尺寸通常较大,最大尺寸达几毫米以上。
①常为内部气孔,按浇注位置,常处于铸件上表面的截面中。
①大多数情况下,是单个或几个聚集的尺寸较大的气孔。
有时成为局部聚集的蜂窝状气孔,很少成为弥散性气孔或针孔。
(2)形成机理侵入气孔分三个阶段形成:第一阶段,气体侵入金属液;第二阶段,型壁上气泡形成;第三阶段,气泡在型腔金属液中的滞留或排出。
侵入性气孔形成的条件如下:p A>(p0+p m+p z)式中:p A为“金属—铸型”界面上气泡所在处的压力;p0为型腔中的气体压力,一般为标准大气压力;p m为金属液静压力;p z为金属液的表面阻力。
(3)防止措施防止侵入气孔产生应主要从减小p A,增加气体进入金属液的阻力和使气泡容易从金属液中浮出等方面入手。
具体措施如下:①减少砂型(芯)在浇注时的发气量,严格控制湿型的含水量等。
①使浇注时产生的气体容易从砂型(芯)中排出,如多扎出气孔等。
①提高气体进入金属液的阻力,如表面施用涂料等。
2、裹携气孔(或卷入气孔)浇注系统中的金属液流裹携着气泡,气泡随液流进入型腔,或液流冲击型腔内金属液面,将气泡卷入金属液中。
当气泡不能从型腔金属液中排除,就会使铸件产生气孔,又称卷入气孔。
铝活塞针状气孔缺陷分析及改进措施
铝活塞针状气孔缺陷分析及改进措施铝活塞针状气孔是制造过程中常见的缺陷,对于活塞的性能和使用寿命都会产生影响。
针对这一问题,本文将对针状气孔的成因进行分析,并提出改进措施,以期最大程度地减少或避免气孔缺陷的产生。
一、针状气孔的成因分析1. 原材料质量不佳铝合金作为活塞的主要原材料,其质量直接影响着活塞的质量。
如果原材料中存在含氧量较高的杂质,容易在制造过程中形成气孔。
2. 制造工艺不合理在活塞的制造过程中,如果工艺参数设置不合理或者操作失误,都可能导致气孔的产生。
例如在浇铸过程中未能及时将气体排出。
3. 设备磨损活塞制造设备的磨损也是导致气孔产生的重要原因。
设备磨损造成的加工精度降低,会使得气孔更加容易产生。
二、改进措施1. 严格控制原材料质量在活塞制造过程中,要严格把控原材料的质量。
通过严格的材料选取与质量控制,可以降低杂质含量,减少气孔的产生。
2. 完善制造工艺制定合理的制造工艺流程,严格控制每个工艺环节的参数,确保工序操作的准确性和可靠性,以降低气孔缺陷的产生。
3. 定期维护设备定期对活塞制造设备进行维护和检修,确保设备处于良好的工作状态,保证设备加工精度,降低气孔产生的可能性。
4. 引入先进的检测技术引入高精度、高灵敏的检测设备,如CT检测、X射线检测等,对活塞进行全面检测,及时发现并排除气孔缺陷。
5. 加强员工培训通过加强员工的技能培训,提高操作人员的操作技能和质量意识,减少因操作失误导致的气孔缺陷。
6. 强化质量管理体系建立健全的质量管理体系,建立质量跟踪档案,严格按照质量标准进行质量管理与监控,确保产品质量符合标准。
气孔形成的原因
气孔形成的原因气孔形成的原因及解决的措施杨群收汇编在工厂的生产实践中,人们对气孔的叫法不一样。
有的叫气眼、气泡、气窝,丛生气孔,划为一体统称为“气孔”。
气孔是铸件最常见的缺陷之一。
在铸件废品中,气孔缺陷占很大比例,特别是在湿模砂铸造生产中,此类缺陷更为常见,有时会引起成批报废。
球墨铸铁更为严重。
气孔是在铸件成型过程中形成的,形成的原因比较复杂,有物理作用,也有化学作用,有时还是两者综合作用的产物。
有些气孔的形成机理尚无统一认识,因为其形成的原因可能是多方面的。
各类合金铸件,产生气孔缺陷有其共性,但又都是在特定条件下生成的,因此又都具有特殊性。
所以要从共性中分析产生气孔的一般规律,也要研究特性中的特有规律,以便采取有效的针对性措施,防止气孔缺陷的产生。
一、气孔的特征气孔大部分产生在铸件的内表面或内部、砂芯面以及靠近芯撑的地方。
形状有圆形的、长方形的以及不规则形状,直径有大的、小的也有似针状丛生孔形。
气孔通常具有干净而光滑的内孔面,有时被一层氧化皮所覆盖。
光滑的孔内颜色一般是白色,或带有一层暗蓝色,有的气孔内壁还有一个或几个小铁豆豆,常把这种气孔称作“铁豆气孔”。
距铸件表面很近的气孔,又叫“皮下气孔”,往往通过热处理、清滚或者机械加工后才被发现。
还有一种常见的气孔,叫做“气缩孔”,是气体和铸件凝固时的收缩而共同促使其产生的,形状又有其特殊性。
铸钢和高牌号铸铁都常出这种名称的缺陷,但形成的机理有所差异。
气孔和缩孔是可以区别开的,一般说来气孔是圆形或梨形的孔洞,内壁光滑。
而不像缩孔那样内表面比较粗糙。
二、气体的来源各类铸造合金在熔炼及成型过程中,总要和气体相接触的,气体就会进入并以各种形式存在于合金中,气体来源是多方面的,归纳起来,主要来自以下几个方面:1、原材料带进的。
各种铁类、铁合金、燃料、熔剂等,自身就含有气体,有的带有雨雪潮湿,有的锈蚀,有的带有浊污,在熔炼过程中都有可能产生气体,其中一部分就会滞留在合金液中。
浅谈铸件气孔的产生及其防止措施
浅谈铸件气孔的产生及其防止措施气孔是铸造生产中常见的铸件缺陷之一。
在铸件的废品中,据统计,由于气孔导致的铸件废品占废品总数的三分之一左右。
气孔是气体聚集在铸件表面、皮下和内部而形成的空洞。
气孔的孔壁光滑,无一定的形状、尺寸和位置。
气孔有各种类型,其产生的原因各不相同,按气体来源,一般将气孔分为三类:侵入性气孔、析出性气孔和反应性气孔。
一、侵入性气孔由于浇注过程中液态金属对铸型激烈的热作用,使型砂和芯砂中的发气物(水分、粘接剂等)气化、分解和燃烧,生成大量气体,加上型腔中原有的气体,这些气体部分侵入液态金属内部而不能逸出所产生的孔洞,称为侵入性气孔。
1.侵入性气孔的形成条件由于浇注时铸型在液态金属的高温作用下产生大量气体,从而使液态金属和铸型界面上的气体压力骤然增加,气体可能侵入液态金属,也有可能从型砂或冒口、出气孔中排出型外,只有在满足下列条件的情况下型(芯)砂中的气体才会侵入液态金属即P气>p液+p阻+p腔式中p气:液态金属和砂型界面的气体压力;P液:液态金属的静压力(p液=ρgh)P阻:气体侵入液态金属时,由于液态金属表面张力而引起的阻力P腔:型腔中液态金属液面上的气体压力2.防止侵入性气孔的主要方法和工艺措施(1)降低砂型(芯)界面的气体压力是最有效的手段。
如选用透气性好,发气量低的造型材料;控制型砂的水分及其它发气附加物;应用发气量低、发气速度慢、发气温度高的粘结剂;砂型(芯)排气要畅通,增加出气孔,提高铸型的排气能力;浇注后及时引火。
引火后可听到气体的爆燃声和砂箱周围燃烧的火焰,砂箱移开后,可看到下部潮湿的痕迹。
说明有大量的气体产生如H2、O2、CO、H2S等气体。
(2)适当提高浇注温度,延迟凝固时间,使侵入的气体有充分的时间从液态金属中上浮和逸出。
(3)加快浇注速度,增加上砂型高度,使有效压力头增加,提高液态金属的静压力。
(4)浇注系统在设置时,应注意液态金属流的平稳,浇注千万不能中断,防止气体卷入金属液中。
气孔对铸件质量产生的三大重大影响,从气体来源分析解决方案!
气孔对铸件质量产生的三大重大影响,从气体来源分析解决方
案!
一、气孔的产生会对铸件质量产生怎样的影响?
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1、破坏金属连续性
2、较少承载有效面积
3、气孔附近易引起应力集中,机械性能下降弥散孔,气密性下降
二、气孔的分类(按气体来源)
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1、侵入气孔:砂型材料表面聚集的气体侵入金属液体中而形成
气体来源:造型材料中水分, 粘结剂,各种附加物
特征:多位于表面附近,尺寸较大,呈椭圆形或梨形,孔的内表面被氧化。
形成过程:
浇注--水汽(一部分由分型面,通气孔排出,另一部分在表面聚集呈高压中心点)--气压升高,溶入金属--一部分从金属液中逸出--浇口, 其余在铸件内部,形成气孔。
预防:降低型砂(型芯砂)的发起量,增加铸型排气能力。
2、析出气孔:溶于金属液中的气体在冷凝过程中,因气体溶解度下降而析出, 使铸件形成气孔。
原因:金属熔化和浇注中与气体接触(H2 O2 NO CO等) 。
特征:分布广,气孔尺寸甚小,影响气密性。
3、反应气孔:金属液与铸型材料、型芯撑、冷铁或溶渣之间,因化学反应生成的气体而形成的气孔。
如:冷铁有锈 Fe3O4 + C –Fe + CO↑,冷铁附近生成气孔。
防止:冷铁型芯撑表面不得有锈蚀,油污,要干燥。
三、铸件质量控制
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1、合理选定铸造合金和铸件结构。
2、合理制定铸件技术要求(允许缺陷,具有规定)
3、模型质量检验(模型合格—铸件合格)
4、铸件质量检验(宏观, 仪器)
5、铸件热处理:消除应力, 降低硬度,提高切削性,保证机械性能,退火,正火等。
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侵入气孔、析出气孔、针状气孔产生的原因有哪些?
侵入气孔产生的原因是:型砂中的水分与粘结剂中的挥发物,都会因受热变成气体。
如果型砂(或芯砂)透气性差,或浇注系统设计不合理,或砂型紧实度过高.或砂型排气不良以及气道堵塞,都会使铸型中所产生的气休(浇注时)不能及时排出,就可能冲破金属表面凝固膜,而钻进铁水里去,若不能上浮排出,便留在铸件中形成气孔。
因此应尽量减少铸型中的气体来源和增加铸型的排气能力。
其具体措施有:
(1)严格控制型砂的水分,同时起膜与修型时,不宜刷水过多。
煤粉等加入量不宜过多,从而减少发气量。
一般型砂中水<6%,煤<7%。
(2)干型要保证烘干的质量,烘干后停放时间不宜过长,以免返潮。
(3)适当地提高浇注温度,浇注时缓慢平稳,保征型腔内原有气体来得及排出。
(4)铸型紧实度要适当,保持良好的透气性。
同时还要开气冒口,扎气眼;泥芯要有通气道等。
(5)浇注系统的设置要合理,要考虑型腔内排气畅通及金属液平稳地流入铸型。
(6)合箱时要注意封死芯头间隙,以免铁水钻入而堵塞通气道。
(7)对于大平面铸件,最好采用倾斜浇注,出气孔处高势,以利排气。
(8)泥芯撑和冷铁必须干净无锈
(9)适当减少粘结剂,可附加一些透气性材料,如木屑等。
(10)可选用圆性砂粒,增加型砂的透气性。
析出气孔产生的原因是:气体在金属中的溶解度随温度下降而急剧减少。
在熔炼过程中,金属吸收了较多的气体,而在冷却凝固过程中,析出的气体若不能排出型外,则留在铸件中成为气孔。
因此,要尽量减少铁水在熔炼和浇注时的吸气和减少铁水的粘度,以便气泡上浮排除。
其具体措施有:
(1)使用干燥炉料,并限制含气量较多的回炉料的用量。
对锈蚀严重成表面有油的炉料要经过热处理后再使用,对本身含气量高的炉料,应重熔再生后再使用。
(2)尽量减少炉料与炉气接触:在金属液表面复盖溶剂,采用快速熔炼工艺,严格控制风量和风压等。
(3)浇包要完全烘干。
(4)进行脱气处理:方法是加入合金不溶性气体,把溶于金属液中的气体带出。
如炼钢中加铁矿石沸腾而除去氢气、氮气等。
(5)采用真空熔炼,以清除金属液中气体或使用金属液在压力下结品,使已溶于金属的气体未来得及析出就已凝固。
(6)增加型砂的透气性:紧实度要合适,扎气眼,水分适宜。
(7)适当提高浇注温度,以降低金属液枯度。
让气体易于排除。
(8)炉缸、前炉和铁水包需烘干后再使用。
(9)浇注时要避免断流,从而做到连续浇注。
(10)浇注时,必须点火引气。
针状气孔小,细而长,如针状,主要由氢和氧生成。
其中氢可能以分子状态存在,也可能以原子状态存在。
以分子状态存在时,如钢中有足够的氧化亚铁,则氢与氧化亚铁中的氧化合而成水蒸气,这种水蒸气可以直接生成针孔,也可以作为针孔的核心,周围的氢向其扩散,聚集而长大,终于生成针孔。
以原子状态存在时,则熔解于钢水(或铁水)中,随着温度下降,氢被析出,并迅速扩散,或扩散到已有核心处,聚集长大,或扩散到已有析出氧的地方,与氧化合而成水蒸汽,从而生成针孔。
在所有情况下,氢的扩散都要受到相邻金属品粒的阻碍,被迫向细长方向发展而成为针状。
氧多以分子状态存在,并
与钢,卜的铁化合而成A化业铁,氧化亚铁又与钢中的碳化合而成一氧化碳(CO),这些CO 可直接生成针孔。
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