铸件缩孔

铸件缩孔
铸件缩孔

铸件缩孔、缩松产生的原因

1、铸件结构方面的原因

由于铸件断面过厚,造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀,在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。

由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后,长期处于高温状态,降低了铸孔表面金属的凝固速度,同时,砂芯为气体或大气压提供了信道,导致了孔壁产生缩孔和绣松。

铸件的凹角圆角半径太小,使尖角处型砂传热能力降低,凹角处凝固速度下降,同时由于尖角处型砂受热作用强,发气压力大,析出的气体可向未凝固的金属液渗入,导致铸件产生气缩孔。

2、熔炼方面的原因

液体金属的含气量太高,导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出,阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩,产生缩孔或缩松。

当灰铸铁碳当量太低时,将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少,降低了石墨化膨胀的作用,使凝固收缩增加,同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力,使铸件容易产生缩孔或缩松。

当铁水含磷量或含硫量偏高时,磷是扩大凝固温度范围的元素,同时形成大量的低熔点磷共晶,凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素,硫还能降低铁水的流动性。同时,铁水氧化严重,也降低液体金属的流动性,使铸件产生缩孔或缩松。

孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时,如果孕育不良,将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体,从而使凝固收缩增加,产生缩孔或缩松。

3、工艺设计的原因

(1)浇注系统设计不合理浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时,可能会导致铸件产生缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适,不利于顺序凝固,内浇口的位置及尺寸不正确。对于灰铸铁和球墨铸铁,如果将内浇口开在铸件厚壁处,同时内浇口尺寸较厚,浇注后,内浇口则长时间处于液体状态。在铁水凝固发生石墨化膨胀的作用下,铁水会经内浇口倒流回直浇道,从而使铸件产生缩孔和缩松。

(2)冒口设计不合理冒口位置、数量、尺寸及冒口颈尺寸未能促进铸件顺序凝固,都可能导致铸件产生缩孔和缩松。如果在暗冒口顶部未放置出气冒口,或冷铁使用不当,也会导致铸件产生缩孔和缩松。

(3)型砂、芯砂方面的原因型砂(芯砂)的耐火度及高温强度太低,热变形量太大。当在金属液的静压力或石墨化膨胀力的作用下,型壁或芯壁会产生移动。使铸件实际需要的补缩量增加或在膨胀部位出现新的热节,导致铸件产生缩孔和缩松。这种现象对大中型铸件是很敏感的。另外,如果型砂中水分含量太高,将使型壁表面的干燥层厚度减少和水分凝聚区的水分增加,范围扩大,从而使型壁的移动能力增加,导致缩孔及缩松的产生。

(4)浇注方面的原因浇注温度太高,使液态金属的液态收缩量增加;太低时,又会降低冒口的补缩能力,特别是采用底注式浇注系统时更明显,铸件往往在下部产生缩孔和缩松。当冒口没有浇满或对大中型铸件没有用金属液对明冒口进行补浇时,这将降低冒口的补缩能力,引起铸件产生缩孔或缩松。

压铸件的缩孔缩松问题解决方案-12页文档资料

压铸件的缩孔缩松问题解决方案 1.压铸件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩.由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时, 内部必然产生缩孔缩松问题. 所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的. 2.解决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从 系统外寻求解决的办法. 这个办法又是什么呢? 从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行.铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题. 3.补缩的两种途径 对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是 强制的补缩. 要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现“顺序凝固”的工艺措施.很多人直觉地以为,采用低

压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这 么回事.运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔 缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之 一百存在缩孔缩松缺陷的. 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的“顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的.最根本的原因 还可能是, ”顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾. 强制凝固补缩的最大特点是凝固时间短,一般只及”顺序凝固”的四分之一或更短,所以,在压铸工艺系统的基础上,增设强制的补缩工艺措施,是与压铸工艺特点相适应的,能很好解决压铸件的缩孔缩松问题. 4.强制补缩的两种程度:挤压补缩和锻压补缩 实现铸件的强制补缩可以达到有两种程度.一种是 基本的可以消除铸件缩孔缩松缺陷的程度,一种是能使毛坯 内部达到破碎晶粒或锻态组织的程度.如果要用不同的词来 表述这两种不同程度话,那么,前者我们可以用“挤压补缩” 来表达,后者,我们可以用“锻压补缩”来表达. 要充分注意的一个认识,分清的一个概念是,补缩都 是一种直接的手段,它不能间接完成.工艺上,我们可以有一个工艺参数来表达,这就是”补缩压强”.

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因 影响铸件收缩的因素: 化学成分与合金类别:如铸钢的收缩最大,灰铸铁最小。 浇注温度:合金浇注温度越高,过热度越大,液体收缩越大。 铸件结构和铸型工艺条件:铸件的收缩并非自由收缩,而是受阻收缩。1)铸件中各部分冷却速度不同,收缩先后不一致,相互制约产生阻力;2)铸型等对铸件收缩产生的机械阻力。 铸件在冷却和凝固过程中,若液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充,往往在铸件最后凝固的地方出现孔洞。容积大而且比较集中的孔洞—缩孔;细小而且分散的孔洞—缩松。 产生原因:液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值 缩孔和缩松存在:铸件有效承载面积减小,引起应力集中,力学性能下降,还降低气密性和物理性能。 缩孔的形成:在铸件上部或最后凝固的部位; 其外形特征是:近于倒圆锥形。 缩松的形成:由于结晶温度范围较宽,树枝晶发达,流动性低、液态和凝固收缩所形成的细小、分散孔洞得不到液态金属补充而造成。 纯金属和共晶成分的合金,易形成集中缩 如何防止缩孔和缩松: 防止措施①合理选用铸造合金②按照定向凝固原则进行凝固采用各种措施保证铸件结构上各部分按照远离冒口的部分先凝固然后是靠近冒口部分最后是冒口本身的凝固③合理选择浇注系统和浇注位置④合理地应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。附缩孔补救措施焊补。挖去缺陷区金属用与基体金属相同或相容的焊条焊补缺陷区焊后修平进行焊后热处理。 举例: Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭有很强的柱状晶生长趋势,在轴线附近区域形成分散的缩松;加入0.8%B(原子分数)后,铸锭的组织得到细化,并削弱了柱状晶生长趋势,收缩缺陷分布集中以大缩孔方式存在,显微缩松的密度和尺寸均降低.添加0.1%C(原子分数)后,铸锭的组织和缩孔缩松与Ti-47Al-2Cr-2Nb比均无明显变化. 热应力:铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。为铸造残留应力 减少或消除应力的方法: 减少铸件各部位的温差,尽量形成同时凝固。 改善铸型和型芯的退让性,以减少收缩的机械阻力。 在性能满足的前提下,选择弹性模量E小和收缩系数小的合金。 消除应力方法:1)人工失效:去应力退火 2)自然失效 3)振动时效 铸件内应力的预防措施铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩。为了减小铸造内应力在铸造工艺上可采取同时凝固原则。所谓同时凝固原则就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小使各部分同时凝固。此外还可以采取去应力退火或自然时效等方法将残余应力消除。

铸钢件缩孔和缩松的形成与预防

F 铸造 oundry 热加工 热处理/锻压/铸造2011年第15期 69 铸钢件缩孔和缩松的形成与预防 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 (石嘴山753001) 王福京 缩孔和缩松从本质上来说,是因为型内的金属产生收缩而引起的,但是不同种类的金属,其形成缩孔和缩松的机理有所不同。 1.产生机理 从铸钢件角度来分析,钢液注满型腔后,由于型壁的传热作用,型内钢液形成自型壁表面至铸件壁厚中心温度逐渐升高的温度梯度。随着型壁传热作用不断地进行,型内钢液温度不断降低。当与型壁表面接触的钢液温度降至凝固温度时,铸件的表面就开始凝固,并形成一层固体状态的硬壳。如果这时浇注系统已经凝固,那么硬壳内处于液体状态的钢液就与外界隔绝。 当型内钢液温度进一步降低时,硬壳内的钢液一方面因温度降低而产生液态收缩,另一方面由于硬壳的传热作用,使与硬壳接触的钢液不断结晶凝固,从而出现凝固收缩。这两种收缩的出现,将使硬壳内钢液液面下降。 与此同时,处于固体状态的硬壳,也因温度的降低而产生固态收缩,对于铸钢件来说,由于液态收缩和凝固收缩的总和是大于固态收缩的,因此在重力作用下,硬壳内钢液液面将下降,并且与上部硬壳脱离接触。 随着型内钢液温度不断地降低和硬壳内钢液不断地凝固,硬壳越来越厚,而钢液越来越少。当铸件内最后的钢液凝固后,铸件上部的硬壳下面就会出现一个孔洞,这个孔洞即为缩孔。 虽然凝固后的铸件自高温状态冷却至室温时,还将产生固态收缩,从而使整个铸件和其内部缩孔的体积稍有减小,但并不会改变缩孔体积与铸件体积的比值。由于凝固层厚度的增加和钢液的减少是不断进行的,因而从理论上来说,缩孔的形状是漏斗状的。并且因残存的钢液凝固时不能得到补缩, 所以在产生缩孔的同时,往往也伴随着缩松的出现。用肉眼能直接观察到的缩孔为宏观缩孔,而借助于放大镜或将断面腐蚀以后才能发现的缩孔为微观缩孔。 一般情况下,宏观缩孔可以用补焊的手段来解决,而微观缩孔就无法处理了,一般都是成片出现的微小孔洞。 铸件在凝固后期,其最后凝固部分的残留钢液中,由于温度梯度小,这些残留钢液是按同时凝固的方式进行凝固的,凝固开始时,在整个钢液内出现许多细小的晶粒。随着温度降低和晶粒的长大,以及新的晶粒的产生,若早期结晶的晶粒之间留有液体,这些液体即可能被固态晶粒所包围而与液体分离或近似分离,最后凝固的部分出现许多被固态晶粒隔离而孤立的少量钢液;或者出现许多虽未被固态晶粒完全隔离,但与外界钢液的连接通道很小的钢液,由于此时钢液的粘度很大,外界钢液很难经过细小的通道给予补充,因此这些虽未被固态晶粒完全隔离的钢液也几乎处于孤立状态。当这些完全或不完全孤立的钢液进一步冷却、凝固收缩时,由于得不到钢液补充,便会在这些地方形成分散而微小的细孔即为缩松。 2.防止措施 以上分析阐述了缩孔、缩松的产生原因。只有把缩孔、缩松的产生原因弄清楚了,才能够有针对性地预防缩孔、缩松的产生,生产实践中,可以从以下几个方面采取措施。 (1)铸件结构 铸件壁厚应尽可能均匀;铸件 筋壁的连接不能太集中,应采用交叉或分散布置,以免形成太大的热节,从而引起该处型壁传热条件恶化;铸件的内角不能太小,在不影响铸件使用性能的情况下,宜采用90°以上的内角,从而改善内角

缩松原因分析

铸件缺陷分析 1 多肉类铸件缺陷 多肉类缺陷主要有飞翅(飞边,披峰),毛刺,抬型(抬箱)等. 飞翅与毛刺区别:飞翅主要产生的分型面等活动块结合处,通常垂直于铸件表面.又称飞边或披峰.毛刺指铸件表面形状不规则刺状突起.常出现在型,芯开裂处. 飞翅与毛刺的形成原因:飞翅形成主要是压射前机器的锁模力调整不佳导致分型面等活动块的配合不严;模具及滑块损坏,闭锁组件失效.毛刺形成主要是紧实度不均匀,浇注温度过高等致使开裂产生. 飞翅与毛刺的防止方法:飞翅是检查合模力或增压情况,调整压射增压机构,使压射增压峰值降低;检查模具滑块损坏程度并修整.毛刺的防止方法是浇注温度不宜过高,加大起模斜度等. 飞翅与毛刺的补救措施:轻微的用滚筒或喷丸清理,较厚的用铲,磨,冲切等方法去除. 抬型与飞翅区别:抬型是铸件在分型面部位高度增大,并伴有厚大飞翅;单纯飞翅厚度较薄,铸件分型面部位高度不增加. 2 孔洞类铸件缺陷 孔洞类缺陷主要有:气孔,针孔,缩孔,缩松和疏松. 针孔属于气孔的一种.气孔主要是指出现在铸件内部或表层,截面呈圆形,椭圆形,腰圆形,梨形或针头状,孤立存在或成群分布的孔洞.

气孔形成原因:炉料潮湿,锈蚀,油污,气候潮湿;浇注系统不合理;压室充满度不够;排气不畅;模具型腔位置太深;涂料成分不当或过多;金属液除渣不良等. 气孔的防止方法:坩锅等要充分预热和烘干;直浇道的喷嘴截面 积应尽可能比内浇口截面积大;提高压室充满度;深腔处开设排 气塞;重熔料的加入比例要适当;加强除渣,除气;充型速度不宜 过高,浇注位置与浇注系统的设置应保证金属液平稳在充满型腔;适当提高浇注温度和铸型温度,合理设置排气塞和溢流槽等. 气孔的补救措施:超出验收标准时报废;单独大气孔焊补;成群小气孔可用浸渗处理方法填补,质量要求高的可采用热等静压处理法消除气孔. 缩松属于缩孔的一种,指细小的分散缩孔. 缩孔与气孔及缩松,疏松的区别:缩孔形状不规则,表面粗糙,产 生在铸件热节和最后凝固部位,常伴有粗大树枝晶;气孔形状规则,表面光滑,分布在铸件表面或遍布整个铸件或某个局部,断口不呈海绵状;缩松与疏松断口呈海绵状,常产生在铸件厚大部位,不遍布整个铸件,缩松与疏松无严格分界,只是程度差别. 缩孔,缩松,疏松产生的原因:凝固时间过长;浇注温度不当,过高易产生缩孔,过低易产生缩松和疏松;凝固温度间隔过宽,易产生缩松和疏松;合金杂质过多;浇注系统设置不当;铸件结构不合理,壁厚变化突然;内浇道问题;合金杂质过多;模温问题. 缩孔,缩松,疏松的防止方法:改进铸型工艺设计;改进铸件结构

缩松与缩孔相关知识

铸件缩孔、缩松产生的原因 1、铸件结构方面的原因 由于铸件断面过厚,造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀,在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。 由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后,长期处于高温状态,降低了铸孔表面金属的凝固速度,同时,砂芯为气体或大气压提供了通道,导致了孔壁产生缩孔和缩松。 铸件的凹角圆角半径太小,使尖角处型砂传热能力降低,凹角处凝固速度下降,同时由于尖角处型砂受热作用强,发气压力大,析出的气体可向未凝固的金属液渗入,导致铸件产生气缩孔。 2、熔炼方面的原因 液体金属的含气量太高,导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出,阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩,产生缩孔或缩松。 当灰铸铁碳当量太低时,将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少,降低了石墨化膨胀的作用,使凝固收缩增加,同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力,使铸件容易产生缩孔或缩松。 当铁水含磷量或含硫量偏高时,磷是扩大凝固温度范围的元素,同时形成大量的低熔点磷共晶,凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素,硫还能降低铁水的流动性。同时,铁水氧化严重,也降低液体金属的流动性,使铸件产生缩孔或缩松。 孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时,如果孕育不良,将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体,从而使凝固收缩增加,产生缩孔或缩松。 3、工艺设计的原因 (1)浇注系统设计不合理浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时,可能会导致铸件产生缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适,不利于顺序凝固,内浇口的位置及尺寸不正确。对于灰铸铁和球墨铸铁,如果将内浇口开在铸件厚壁处,同时内浇口尺寸较厚,浇注后,内浇口则长时间处于液体状态。在铁水凝固发生石墨化膨胀的作用下,铁水会经内浇口倒流回直浇道,从而使铸件产生缩孔和缩松。 (2)冒口设计不合理冒口位置、数量、尺寸及冒口颈尺寸未能促进铸件顺序凝固,都可能导致铸件产生缩孔和缩松。如果在暗冒口顶部未放置出气冒口,或冷铁使用不当,也会导致铸件产生缩孔和缩松。 (3)型砂、芯砂方面的原因型砂(芯砂)的耐火度及高温强度太低,热变形量太大。当在金属液的静压力或石墨化膨胀力的作用下,型壁或芯壁会产生移动。使铸件实际需要的补缩量增加或在膨胀部位出现新的热节,导致铸件产生缩孔和缩松。这种现象对大中型铸件是很敏感的。另外,如果型砂中水分含量太高,将使型壁表面的干燥层厚度减少和水分凝聚区的水分增加,范围扩大,从而使型壁的移动能力增加,导致缩孔及缩松的产生。 (4)浇注方面的原因浇注温度太高,使液态金属的液态收缩量增加;太低时,又会降低冒口的补缩能力,特别是采用底注式浇注系统时更明显,铸件往

如何解决压铸件及其他铸造件的缩孔缩松问题

压铸件及其它铸造件存在缩孔缩松问题是一个普遍的现象,有没有彻底解决这个问题的方法?答案应该是有的,但它会是什么呢? 1、压铸件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩。由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时,内部必然产生缩孔缩松问题。 所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的。 2、解决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从系统外寻求解决的办法。 这个办法又是什么呢? 从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行。铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题。 3、补缩的两种途径 对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是强制的补缩。

要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现“顺序凝固”的工艺措施。很多人直觉地以为,采用低压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这么回事。运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之一百存在缩孔缩松缺陷的。 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的”顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的。最根本的原因还可能是,”顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾。 强制凝固补缩的最大特点是凝固时间短,一般只及”顺序凝固”的四分之一或更短,所以,在压铸工艺系统的基础上,增设强制的补缩工艺措施,是与压铸工艺特点相适应的,能很好解决压铸件的缩孔缩松问题。 4、强制补缩的两种程度:挤压补缩和锻压补缩 实现铸件的强制补缩可以达到有两种程度。一种是基本的可以消除铸件缩孔缩松缺陷的程度,一种是能使毛坯内部达到破碎晶粒或锻态组织的程度。如果要用不同的词来表述这两种不同程度话,那么,前者我们可以用”挤压补缩”来表达,后者,我们可以用”锻压补缩”来表达。 要充分注意的一个认识,分清的一个概念是,补缩都是一种直接的手段,它不能间接完成。工艺上,我们可以有一个工艺参数来表达,这就是”补缩压强”。

铸造件缩孔缩松问题的终极方法

解决压铸件及其它铸造件缩孔缩松问题的终极方法压铸件存在缩孔缩松问题是一个普遍的现象,有没有彻底解决这个问题的方法?答案应该是有的,但它会是什么呢? 1.件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩.由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时,内部必然产生缩孔缩松问题.所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的. 2.决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从系统外寻求解决的办法.这个办法又是什么呢?从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行.铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题. 3.缩的两种途径 对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是强制的补缩. 要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现”顺序凝固”的工艺措施.很多人直觉地以为,采用低压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这么回事.运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之一百存在缩孔缩松缺陷的. 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的”顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的.最根本的原因还可能是,”顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾.

铸造件缩孔缩松问题的终极方法

解决压铸件及其它铸造件缩孔缩松问题的终极方法 压铸件存在缩孔缩松问题是一个普遍的现象,有没有彻底解决这个问题的方法?答案应该是有的,但它会是什么呢? 1.件缩孔缩松现象存在的原因 压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩.由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时, 内部必然产生缩孔缩松问题. 所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的. 2.决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径 压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从系统外寻求解决的办法. 这个办法又是什么呢? 从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行.铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题. 3.缩的两种途径 对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是强制的补缩. 要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现”顺序凝固”的工艺措施.很多人直觉地以为,采用低压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这么回事.运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之一百存在缩孔缩松缺陷的. 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的”顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的.最根本的原因还可能是, ”顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾. 强制凝固补缩的最大特点是凝固时间短,一般只及”顺序凝固”的四分之一或更短,所以,在压铸工艺系统的基础上,增设强制的补缩工艺措施,是与压铸工艺特点相适应的,能很好解决压铸件的缩孔缩松问题. 4.补缩的两种程度:挤压补缩和锻压补缩 实现铸件的强制补缩可以达到有两种程度.一种是基本的可以消除铸件缩孔缩松缺陷的程度,一种是能使毛坯内部达到破碎晶粒或锻态组织的程度.如果要用不同的词来表述这两种不同程度话,那么,前者我们可以用”挤压补缩”来表达,后者,我们可以用”锻压补缩”来表达. 要充分注意的一个认识,分清的一个概念是,补缩都是一种直接的手段,它不能间接完成.工艺上,我们可以有一个工艺参数来表达,这就是”补缩压强”.物理原理上,压强这个概念有两种情况可出现,一种是在液体场合,即”帕斯卡定律”的场合,为分清楚,我们定义它为”液态压强”,而另一种出现在固态场合,我们定义它为”固态压强”.要注意的是,这两种不同状态下出现的压强概念的适用条件.我们如果混淆了,就会出现大问 题. “液态压强”,它只适用于液体系统,它的压强方向是可以传递的,可以转弯的,但在固相系统完全不适用. 压铸件的补缩,是在半固态与固态之间出现的,它的压强值,是有方向的,是一种矢量压强,它的方向与施加的补缩力方向相同. 所以,那种以为通过提高压铸机压射缸的压力,通过提高压射充型比压来解决压铸件的缩孔缩松,以为这个压射比压可以传递到铸件凝固阶段的全过程,实现铸件补缩思想,是完全错误的.

铸造缩孔及缩松的形成

铸造缩孔及缩松的形成 在金属的铸造过程中,易产生缩孔和缩松,缩孔和缩松如何识别?缩孔和缩松如何区别?哪些铸造合金容易产生缩松?铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松 一铸件的凝固 1凝固方式: 铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区:1—固相区2—凝固区3—液相区 对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化. 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间 2影响铸件凝固方式的因素 合金的结晶温度范围 范围小:凝固区窄,愈倾向于逐层凝固,如:砂型铸造,低碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固2)铸件的温度梯度 合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二合金的收缩 液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因. 1收缩的几个阶段 液态收缩:从金属液浇入铸型到开始凝固之前.液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2)凝固收缩:从凝固开始到凝固完毕.同一类 合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如:35钢,体积收缩率3.0%,45钢4.3%3)固态收缩:凝固以后到常温.固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示. 2影响收缩的因素1)化学成分:铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少.如:灰口铁C,Si↑,收↓,S↑收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2)浇注温度:温度↑液态收缩↑3)铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴铸型要有好的退让性. 3缩孔形成 在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔.纯金属,共晶成分易产生缩孔.*产生缩孔的基本原因:铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远

缩孔缩松产生原因

缩孔缩松产生原因 1、铸件结构方面的原因 由于铸件断面过厚,造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀,在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。 由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后,长期处于高温状态,降低了铸孔表面金属的凝固速度,同时,砂芯为气体或大气压提供了信道,导致了孔壁产生缩孔和绣松。 铸件的凹角圆角半径太小,使尖角处型砂传热能力降低,凹角处凝固速度下降,同时由于尖角处型砂受热作用强,发气压力大,析出的气体可向未凝固的金属液渗入,导致铸件产生气缩孔。 2、熔炼方面的原因 液体金属的含气量太高,导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出,阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩,产生缩孔或缩松。 当灰铸铁碳当量太低时,将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少,降低了石墨化膨胀的作用,使凝固收缩增加,同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力,使铸件容易产生缩孔或缩松。 当铁水含磷量或含硫量偏高时,磷是扩大凝固温度范围的元素,同时形成大量的低熔点磷共晶,凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素,硫还能降低铁水的流动性。同时,铁水氧化严重,也降低液体金属的流动性,使铸件产生缩孔或缩松。 孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时,如果孕育不良,将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体,从而使凝固收缩增加,产生缩孔或缩松。 3、工艺设计的原因 (1)浇注系统设计不合理浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时,可能会导致铸件产生缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适,不利于顺序凝固,内浇口的位置及尺寸不正确。对于灰铸铁和球墨铸铁,如果将内浇口开在铸件厚壁处,同时内浇口尺寸较厚,浇注后,内浇口则长时间处于液体状态。在铁水凝

球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止

球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止

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球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止 摘要:球墨铸铁大多数是共晶或过共晶成分,其糊状凝固方式使铸件外壳没有抵抗石墨化膨胀能力,因而铸型产生型壁迁移,增大铸件体积,极易产生内部缩孔、缩松。球墨铸铁凝固时,在枝晶和共晶团间的最后凝固区域,收缩的体积得不到完全补充,留下的空洞形成宏观及微观缩松。La?有助于消除缩松倾向。分析缩孔缩松形成原因并提出相应的防止办法,有 助于减少由此产生的废品损失。 关键词:球墨铸铁、收缩、缩孔、缩松 1 前言 1.1缺陷形成原因 球墨铸铁生产技术日臻完善,多年技术服务的实践表明,生产中出现的铸造缺陷,完全 可以用成熟的经验予以消除。据介绍:工业发达国家的铸造废品率可以控制在1%以下[1], 国内先进水平也在2%左右,提高企业铸造技术水平,对减少废品十分重要。 球墨铸铁的缩孔、缩松缺陷是由于铁液的液态和凝固收缩引起的,缺陷分类见表1。 表1球墨铸铁缩孔缩松显微缩松的特征和部位 种类?定义 ?特 征部位 缩孔缩松铁液收缩形成较大缺失空间铁液收缩形成细小缺失空间?缩孔内表面粗糙 连续或断续米粒状疏松 ?热节的上部 缩孔下方、厚壁中心 显微缩松显微镜观察微细连续缺失空间多角形疏松枝晶间、共晶团边界间众所周知,灰铸铁是逐层凝固方式,球墨铸铁是糊状凝固方式。逐层凝固可以使铸件凝 固时形成一个坚实的封闭外壳,铸件全封闭外壳的体积收缩可以减小壳体内的缩孔容积。糊 状凝固的特点是金属凝固时晶粒在金属液内部整个容积内形核、生长,固相与液相混合存在 有如粥糊。大多数球墨铸铁是共晶或过共晶成分,其糊状凝固方式使铸件外壳没有抵抗石墨 化膨胀的能力,铸型产生型壁迁移,增大铸件体积,极易产生内部缩孔、缩松缺陷。铸型冷 却能力强,有利于铸件的容积凝固转变成逐层凝固,使铸件的分散缩松转变成集中缩孔。然 而,批量生产中湿砂型铸造很难被金属型或干砂型取代。 球墨铸铁凝固有以下三个特点,决定球墨铸铁是糊状凝固方式: ①?球化和孕育处理显著增加异质核心,核心存在于整个熔体,有利于全截面同时结晶。 ②石墨球在奥氏体壳包围下生长,生长速度慢,延缓铸件表层形成坚实外壳;而片状石墨 的端部始终与铁液接触,生长速度快,凝固时间短,促使灰铁铸件快速形成坚实外壳。 ③?球墨铸铁比灰铸铁导热率小 20%-30%,散热慢,外壳生长速度降低[3]。 糊状凝固是容积凝固方式,收缩容积量是衡量,冒口也是容积凝固,因此缩松很难用冒 口的方法去除。 资料介绍:有学者通过测量铸铁的收缩、膨胀和冷却曲线研究凝固形貌与缩孔的关系。 球墨铸铁共晶凝固前期,由于析出奥氏体发生显著收缩;共晶后期,石墨球急剧长大产生膨 胀。人们期望膨胀的体积能够抵消收缩。但是大多数膨润土湿砂型的型壁退让,使膨胀补缩 不能实现。因此在铸造工艺上,应采用冒口对球铁铸件的热节共晶凝固前期进行液态补缩。 而后期的共晶膨胀则通过冒口颈的凝固,根据铸型型壁硬度,可以适当的使铸件致密。显微 缩松发生在铸铁最后凝固(Last to Freeze)区域,简称LTF 区域。分散在奥氏体枝晶或晶粒间的金属液体,收缩后留下微小孔洞,肉眼难于辨认。

浅谈铸件缩孔、缩松产生的原因

浅谈铸件缩孔、缩松产生的原因 铸件形成后,在最后凝固部位,由于收缩出现的集中孔洞称为缩孔,分散而细小的孔洞称为缩松。缩孔和缩松通常发生在铸件内部。由于缩孔、缩松的存在,将减少铸件的有效承载截面积,甚至造成应力集中而大大降低铸件的物理和力学性能。由于铸件的连续性被破坏,使铸件的气密性、抗蚀性等性能显著降低;加工后铸件表面的粗糙度提高。所以,缩孔和缩松是铸件的主要缺陷之一,应予以防止。金属在凝固过程中,当液态收缩与凝固收缩之和大于固态收缩时,就有可能在铸件内部留下孔洞。由于金属性质和凝固条件的不同引起的缩孔、缩松类缺陷。 1、铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因 由于铸件断面过厚,造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀,在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后,长期处于高温状态,降低了铸孔表面金属的凝固速度,同时,砂芯为气体或大气压提供了信道,导致了孔壁产生缩孔和绣松。铸件的凹角圆角半径太小,使尖角处型砂传热能力降低,凹角处凝固速度下降,同时由于尖角处型砂受热作用强,发气压力大,析出的气体可向未凝固的金属液渗入,导致铸件产生气缩孔。 2、熔炼方面的原因熔炼方面的原因熔炼方面的原因熔炼方面的原因 液体金属的含气量太高,导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出,阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩,产生缩孔或缩松。当灰铸铁碳当量太低时,将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少,降低了石墨化膨胀的作用,使凝固收缩增加,同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力,使铸件容易产生缩孔或缩松。当铁水含磷量或含硫量偏高时,磷是扩大凝固温度范围的元素,同时形成大量的低熔点磷共晶,凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素,硫还能降低铁水的流动性。同时,铁水氧化严重,也降低液体金属的流动性,使铸件产生缩孔或缩松。孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时,如果孕育不良,将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体,从而使凝固收缩增加,产生缩孔或缩松。 3、工艺设计的原因工艺设计的原因工艺设计的原因工艺设计的原因

缩孔与缩松

缩孔与缩松 杨群收汇编铸件在凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现孔,称为缩孔。容积大而集中的孔称为集中缩孔,或简称缩孔;细小而分散的孔称为分散性缩孔,简称缩松,缩松的形状不规则、表面不光滑,可以看到发达的树枝晶末梢,有时呈氧化现象发青,可以和气孔区别开来。 在铸件中存在任何形态的缩孔都会由它们而减少受力的有效面积,以及在缩孔处产生应力集中现象,而使铸件的机械性能显著降低。因此,缩孔是铸件的重要缺陷之一,必须设法防止。 一、产生缩孔缩松的因素 缩孔形成的因素和过程是很复杂的,各种合金产生缩孔的过程及缩孔量的大小也各不相同,必须说明铸件的缩孔体积和合金的总的收缩(即液态收缩,凝固收缩和固态收缩之和)并不是同等的概念,但是这三个阶段的收缩对缩孔却能产生影响。 要研究如何解决缩孔问题,必须了解两个问题,一、合金的凝固特性和凝固收缩过程。以铸铁为例,其凝固特性逐层凝固,其总的收缩过程即液态收缩、凝固态收缩(与石墨膨胀共存)和固态收缩。二、决定铸铁收缩的影响因素主要是三个方面;即浇注温度,石墨析出量(化学成分及冷却方法)和铸型刚度(型壁移动)。

对以上专业词语,结合图形作简单通俗说明,从理论概念上知道一些。 液态收缩:从浇注温度到开始结晶。(冒口起补缩作用) 凝固态收缩:从开始结晶到完全成固态,在这个阶段里存在液态,枝晶状亚固态,石墨生成。(工艺措施及压力起补偿作用)以上两个阶段是合金的体收缩阶段,在这两个阶段里要防止铸件的缩孔,主要靠冒口,冒口高度,浇注方法及工艺上的措施。 固态收缩:从完全凝固成固态,到室温阶段的收缩,在这个阶段的收缩是线收缩(靠制作模型时放的缩尺,来弥补线收缩时铸件几何尺寸的减少)。固态收缩对铸件的缩孔一般影响不大,但是在降温线收缩过程中,往四周拉扯的 应力也可使缩孔增大些。

球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止

球铁铸件缩孔、缩松的成因与防止 摘要:球墨铸铁大多数是共晶或过共晶成分,其糊状凝固方式使铸件外壳没有抵抗石墨化膨胀能力,因而铸型产生型壁迁移,增大铸件体积,极易产生内部缩孔、缩松。球墨铸铁凝固时,在枝晶和共晶团间的最后凝固区域,收缩的体积得不到完全补充,留下的空洞形成宏观及微观缩松。La 有助于消除缩松倾向。分析缩孔缩松形成原因并提出相应的防止办法,有 助于减少由此产生的废品损失。 关键词:球墨铸铁、收缩、缩孔、缩松 1 前言 1.1缺陷形成原因 球墨铸铁生产技术日臻完善,多年技术服务的实践表明,生产中出现的铸造缺陷,完全 可以用成熟的经验予以消除。据介绍:工业发达国家的铸造废品率可以控制在1%以下[1], 国内先进水平也在2%左右,提高企业铸造技术水平,对减少废品十分重要。 球墨铸铁的缩孔、缩松缺陷是由于铁液的液态和凝固收缩引起的,缺陷分类见表1。 众所周知,灰铸铁是逐层凝固方式,球墨铸铁是糊状凝固方式。逐层凝固可以使铸件凝固时形成一个坚实的封闭外壳,铸件全封闭外壳的体积收缩可以减小壳体内的缩孔容积。糊 状凝固的特点是金属凝固时晶粒在金属液内部整个容积内形核、生长,固相与液相混合存在 有如粥糊。大多数球墨铸铁是共晶或过共晶成分,其糊状凝固方式使铸件外壳没有抵抗石墨化膨胀的能力,铸型产生型壁迁移,增大铸件体积,极易产生内部缩孔、缩松缺陷。铸型冷却能力强,有利于铸件的容积凝固转变成逐层凝固,使铸件的分散缩松转变成集中缩孔。然而,批量生产中湿砂型铸造很难被金属型或干砂型取代。 球墨铸铁凝固有以下三个特点,决定球墨铸铁是糊状凝固方式: ①球化和孕育处理显著增加异质核心,核心存在于整个熔体,有利于全截面同时结晶。 ②石墨球在奥氏体壳包围下生长,生长速度慢,延缓铸件表层形成坚实外壳;而片状石墨 的端部始终与铁液接触,生长速度快,凝固时间短,促使灰铁铸件快速形成坚实外壳。 ③球墨铸铁比灰铸铁导热率小 20%-30%,散热慢,外壳生长速度降低[3]。 糊状凝固是容积凝固方式,收缩容积量是衡量,冒口也是容积凝固,因此缩松很难用冒 口的方法去除。 资料介绍:有学者通过测量铸铁的收缩、膨胀和冷却曲线研究凝固形貌与缩孔的关系。球墨铸铁共晶凝固前期,由于析出奥氏体发生显著收缩;共晶后期,石墨球急剧长大产生膨胀。人们期望膨胀的体积能够抵消收缩。但是大多数膨润土湿砂型的型壁退让,使膨胀补缩不能实现。因此在铸造工艺上,应采用冒口对球铁铸件的热节共晶凝固前期进行液态补缩。 而后期的共晶膨胀则通过冒口颈的凝固,根据铸型型壁硬度,可以适当的使铸件致密。显微缩松发生在铸铁最后凝固(Last to Freeze)区域,简称LTF 区域。分散在奥氏体枝晶或晶粒间的金属液体,收缩后留下微小孔洞,肉眼难于辨认。 表 2 缩松的种类、出现部位与产生原因

如何解决压铸件的缩孔缩松问题

如何解决压铸件的缩孔缩松问题 压铸件存在缩孔缩松问题是一个普遍的现象,有没有彻底解决这个问题的方法?答案应该是有的,但它会是什么呢? 1、压铸件缩孔缩松现象存在的原因:压铸件缩孔缩松现象产生的原因只有一个,那就是由于金属熔体充型后,由液相转变成固相时必然存在的相变收缩。由于压铸件的凝固特点是从外向内冷却,当铸件壁厚较大时,内部必然产生缩孔缩松问题。所以,就压铸件来说,特别是就厚大的压铸件来说,存在缩孔缩松问题是必然的,是不可以解决的。 2、解决压铸件缩孔缩松缺陷的唯一途径:压铸件缩孔缩松问题,不能从压铸工艺本身得到彻底解决,要彻底解决这个问题,只能超越该工艺,或者说是从系统外寻求解决的办法。这个办法又是什么呢?从工艺原理上说,解决铸件缩孔缩松缺陷,只能按照通过补缩的工艺思想进行。铸件凝固过程的相变收缩,是一种自然的物理的现象,我们不能逆这种自然现象的规律,而只能遵循它的规律,解决这个问题。 3、补缩的两种途径:对铸件的补缩,有两种途径,一是自然的补缩,一是强制的补缩。要实现自然的补缩,我们的铸造工艺系统中,就要有能实现“顺序凝固”的工艺措施。很多人以为,采用低压铸造方法就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,但事实并不是这么回事.运用低压铸造工艺,并不等于就能解决铸件的缩孔缩松缺陷,如果低压铸造工艺系统没有设有补缩的工艺措施,那么,这种低压铸造手段生产出来的毛坯,也是可能百分之一百存在缩孔缩松缺陷的。 由于压铸工艺本身的特点,要设立自然的“顺序凝固”的工艺措施是比较困难的,也是比较复杂的.最根本的原因还可能是,“顺序凝固”的工艺措施,总要求铸件有比较长的凝固时间,这一点,与压铸工艺本身有点矛盾。强制凝固补缩的最大特点是凝固时间短,一般只及“顺序凝固”的四分之一或更短,所以,在压铸工艺系统的基础上,增设强制的补缩工艺措施,是与压铸工艺特点相适应的,能很好解决压铸件的缩孔缩松问题。 4、强制补缩的两种程度:挤压补缩和锻压补缩。实现铸件的强制补缩可以达到有两种程度。一种是基本的可以消除铸件缩孔缩松缺陷的程度,一种是能使毛坯内部达到破碎晶粒或锻态组织的程度。如果要用不同的词来表述这两种不同程度话,那么,前者我们可以用“挤

连铸坯疏松及缩孔产生的原因有哪些

1 前言 某钢铁(集团)公司炼钢厂新建了一台1800mm板坯连铸机,设计铸坯规格为厚200mm、220mm、250mm,宽1400mm~1800mm。试运行期间生产了断面为 250mm×1550mm的Q235、 Q345钢板坯,低倍组织检验结果中心偏析和中心疏松较严重。我们摘录了13个炉批号的低倍检验报告,进行对比检查(如表1),发现中心偏析一般为B2.5级,中心疏松为2级左右。当铸坯轧制成材后,做两个断面相互垂直的焊接试验时,在氧割或切口上出现局部分层。根据该厂生产实际情况,为尽可能减少中心偏析与中心疏松,生产高质量的铸坯,分析了中心偏析与中心疏松缺陷的形成原因,提出了具体的预防对策。 2 中心偏析与中心疏松形成原因 中心偏析是指钢液在凝固过程中,溶质元素在固液相中进行丙分配时,表现为铸坯中元素分布不均匀,铸坯中心部位的C、S、P等元素含量明显高于其它部位。在铸坯厚度中心凝固末端区域常表现为“V”偏析。中心疏松是指钢液在凝固末期,在铸坯厚度中心的枝晶间产生微小空隙。导致中心偏析和中心疏松产生的原因很多,且这两种缺陷往往相伴而生。 2.1 铸坯凝固组织中柱状晶过于发达 中心偏析和中心疏松形成机理之一是“凝固晶桥”理论,即铸坯凝固过程中,铸坯传热的不稳定性导致柱状晶生长速度快慢不一,优先生长的柱状晶在铸坯中心相遇形成“搭桥”,液相穴内钢液被“凝固晶桥”分开,晶桥下部钢液在凝固收缩时得不到上部钢水补充而形成疏松或缩孔,并伴随中心偏析。当凝固组织中柱状晶过于发达时,越容易形成“凝固晶桥”,铸坯中也越容易产生中心偏析和中心疏松。 2.2 钢液中易偏析溶质元素含量过高 中心偏析和中心疏松形成机理之二是钢液中易偏析溶质元素析出与富集理论,即铸坯从表壳往中心结晶过程中,钢液中的溶质元素在固液相界上具有溶解平衡移动,C、S、P等易偏析元素以柱状晶粒析出,排到尚未凝固的金属液中,随结晶的继续进行,这些易偏析元素被富集到铸坯中心或凝固末端区域,由此产生中心偏析和中心疏松。 2.3 坯壳发生鼓肚 中心偏析形成机理之三是空穴抽吸理论,即铸坯在凝固过程中若发生坯壳鼓胀,在铸坯中心就会产生空穴,这些空穴具有负压抽吸作用,使富集了溶质元素的钢液被吸入铸坯中心而导致中心偏析;在凝固末期由十液体向固体转变发生体积收缩而产生一定空穴,也使凝固末端富集溶质元素的钢液被吸入铸坯中心,导致产生中心偏析。因此,铸坯鼓肚量越大,中心偏析就会越严重。 3 中心偏析与中心疏松预防对策

铸件缩孔、缩松产生的原因

. . 铸件缩孔、缩松产生的原因 1、铸件结构方面的原因 由于铸件断面过厚,造成补缩不良形成缩孔。铸件壁厚不均匀,在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。 由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后,长期处于高温状态,降低了铸孔表面金属的凝固速度,同时,砂芯为气体或大气压提供了信道,导致了孔壁产生缩孔和绣松。 铸件的凹角圆角半径太小,使尖角处型砂传热能力降低,凹角处凝固速度下降,同时由于尖角处型砂受热作用强,发气压力大,析出的气体可向未凝固的金属液渗入,导致铸件产生气缩孔。 2、熔炼方面的原因 液体金属的含气量太高,导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出,阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩,产生缩孔或缩松。 当灰铸铁碳当量太低时,将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少,降低了石墨化膨胀的作用,使凝固收缩增加,同时也降低铁水的流动性。认而降低铁水的自补缩能力,使铸件容易产生缩孔或缩松。 当铁水含磷量或含硫量偏高时,磷是扩大凝固温度范围的元素,同时形成大量的低熔点磷共晶,凝固时减少了补缩能力。硫是阻碍石墨化的元素,硫还能降低铁水的流动性。同时,铁水氧化严重,也降低液体金属的流动性,使铸件产生缩孔或缩松。 孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时,如果孕育不良,将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体,从而使凝固收缩增加,产生缩孔或缩松。 3、工艺设计的原因 (1)浇注系统设计不合理浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时,可能会导致铸件产生缩孔或缩松。主要表现为浇注位置不合适,不利于顺序凝固,内浇口的位置及尺寸不正确。对于灰铸铁和球墨铸铁,如果将内浇口开在铸件厚壁处,同时内浇口尺寸较厚,浇注后,内浇口则长时间处于液体状态。在铁水凝固发生石墨化膨胀的作用下,铁水会经内浇口倒流回直浇道,从而使铸件产生缩孔和缩松。 (2)冒口设计不合理冒口位置、数量、尺寸及冒口颈尺寸未能促进铸件顺序凝固,都可能导致铸件产生缩孔和缩松。如果在暗冒口顶部未放置出气冒口,或冷铁使用不当,也会导致铸件产生缩孔和缩松。 (3)型砂、芯砂方面的原因型砂(芯砂)的耐火度及高温强度太低,热变形量太大。当在金属液的静压力或石墨化膨胀力的作用下,型壁或芯壁会产生移动。使铸件实际需要的补缩量增加或在膨胀部位出现新的热节,导致铸件产生缩孔和缩松。这种现象对大中型铸件是很敏感的。另外,如果型砂中水分含量太高,将使型壁表面的干燥层厚度减少和水分凝聚区的水分增加,范围扩大,从而使型壁的移动能力增加,导致缩孔及缩松的产生。 (4)浇注方面的原因浇注温度太高,使液态金属的液态收缩量增加;太低时,又会降低冒口的补缩能力,特别是采用底注式浇注系统时更明显,铸件往往在下部产生缩孔和缩松。当冒口没有浇满或对大中型铸件没有用金属液对明冒口进行补浇时,这将降低冒口的补缩能力,引起铸件产生缩孔或缩松。

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