解决铸件缩松的方法

解决铸件缩松的方法

李德臣

(沈阳鑫浩龙铸造材料公司沈阳110021)

Solutions for Casting Shrinkage Porsity

Li De-chen

(Shenyang Xinhaolong Foundry Materials Co,Ltd.

Shenyang · 110021 · China ·)

许多铸造厂都普遍存在铸件缩松缺陷。由此产生的废品率少者15～20%，多者50～70%。这看似简单的缩松缺陷，却长期极大地影响着企业的成品率和经济效益。那么，铸件的缩松缺陷是如何产生又如何解决呢？笔者有如下拙见。

一、缩松产生的原因

铸件产生缩松的根本原因是“热不平衡”所致。

缩松的位置，产生在铸件的厚大中心部位，几何热节处，不同壁厚的交差处和人为热节处。这些地方都因热量过高最后凝固又得不到充分补缩而产生了缩松，严重时产生集中性缩孔。图１中各例分别标示了由铸件结构原因可能产生的缩松。

其次，铸造工艺设计不合理，人为地制造热节而产生缩松缺陷。

如图２中各例。不少企业，无论铸件多重、多厚、多长，都只设一个内浇口，且设在铸件最厚处。就是壁厚均匀者，内浇口设的位置与数量也不合理。这样的工艺设计，落砂时内浇口往往不打自掉，集中性缩孔也是常见的。

第三，浇注温度过高和浇注时间过长。

第四，铸型的造型材料蓄热量小，散热性差，造成铸件凝固时间过长。

第五，一箱多件，件之间距离太近。

第六，球墨铸铁的铸型紧实度低，铸型强度小和表面硬度低，砂箱刚度弱，金属液中共晶团数多，铸件在凝固膨胀时推动着型壁向外移动。

第七，化学成分设计不当，合金化不足。……

二、解决方法

解决缩松缺陷，最根本的着眼点就是“热平衡”。其方法是：

第一，在铸件结构形成

的厚大处与热节处，实行快

速凝固，人为地造成铸件各

处温度场的基本平衡。采用

内外冷铁，局部采用蓄热量大的锆英砂、铬铁矿砂或特种涂料（见图3）。

图4是加拿大的QT450-10铸件，重35kg，须超声波探伤（6000m/s）达2级，任何部位都不得有缩松缺陷。国内至少有4家企业试制该件，费时数月，耗资几十万元均告失败。笔者为温州某厂按图5的工艺试制，获得成功。其技术关键是平做立浇，随形外冷铁，型芯用铬铁矿砂，压边浇冒口和低温浇注。

图4. Fig .4.

第二，科学合理的工艺设计。内浇口设在铸件相对薄壁处(图6)，数量多且分散。使最早进入厚壁处的金属液率先凝固，薄壁处后凝固，进而使各处基本达到同时凝固。对于壁厚均匀的铸件，采用多个内浇口和出气孔。内浇口多、分散与均布，使整体热量均衡。出气孔细且多，既排气通畅又起散热作用。

第三，改变内浇口的位置

图7．（a）是山西某厂用消失模生产的箱体。原工艺设计的内浇口在最下面，而底面是考核硬度的地方，结果，硬度值不达标者逾70%。须知，凡是硬度值偏低的地方，就表明了该处组织必定不致密，近乎缩松。这是此处“人为过热”的结果。按笔者的方案，将内浇口向上提高100㎜，让

底面先凝固。这不但使该件

的硬度值达标，还节省了相

当可观的金属液，一件节省

1公斤，日产5000多件，

其经济效益不言而喻！

图7（b ）是山东某厂

的刹车盘，原设计的金属液从厚壁（40㎜）处进入铸型，A处缩松逾50%以上。经过改进，增加一个型芯，将内浇口设在铸件薄壁（20㎜）处，横浇道的长度大于半个圆周，与直浇道对称地设置多个内浇口。于是，该铸件热节处的缩松便消除了。

当然，靠近热节处的砂芯采用铬矿砂和底面放置冷铁，效果也很好。但是，这些措施应当与造型方式相适应，以操作简便、高效和节能节材为实施依据。

第四，选用蓄热量大的造型材料，这对用消失模生产抗磨产品极为重要！铬铁矿砂取代石英砂等蓄热量小的其它砂种，会取得良好的效果，浇毕微震更优！

第五，低温快浇，开放式浇注系统。使金属液快速、平稳、均衡地充满铸型。这要因件制宜。

第六，球铁的铸型强度大，表面硬度≥90，砂箱刚性大，对消除缩松有利。

第七，需要冒口时，当首选热冒口，且离开热节。若将冒口置于热节上，必将加大冒口尺寸，形成“热上加热”。弄不好，非但缩松难除，还会产生集中性缩孔，又降低了工艺出品率。

第八，铸型倾斜摆放与合金化，都获益（省去叙述）。

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消除铸件缩松缺陷是一个复杂地认识与实施过程。应以“热平衡”为基本原则，对具体铸件做科学周密地分析，制订合理的工艺方案，选择好适宜的造型材料、工装及正确操作且标准化。那么，任何铸件的缩松缺陷都不难解决。

写于2010年10月4日