铸锭缺陷 -3.13分析
铸件缺陷分析与铸件质量检测培训课件
缩孔、缩松的形成主要与浇注系统（冒口 补缩不足）、化学成分（碳当量低、磷超 标等）有关；在铸件生产当中此问题是比 较容易解决的。
▪ 疏松
与缩松形状类似，但孔洞更小，需借助放 大镜才能看到
▪ 显微疏松
比疏松孔洞更小，影响金属组织的致密性
疏松、显微疏松是承压件的致命缺陷（如液 压件、气动件、保压件等），在受压时会 渗漏。
③造型
▪ 局部紧实率过高 ▪ 湿型修型过度，刷水过多 ▪ 脱模剂不合乎要求，发气量过大 ▪ 需放置冷铁的铸件，冷铁不能锈蚀
④金属成分（针对铸铁）
▪ 硅含量过高，铝量超标 ▪ 球铁球化处理时，镁残留超标 ▪ 金属液中硫、锰含量超标 ▪ 添加废钢时卷入的氮气过多，易形成氮气孔
氮气孔与缩孔很难甄别，因为它的孔壁不是圆 滑的，并且也在铸件内部
⑤熔化 ▪ 炉料潮湿、锈蚀、油污严重 ▪ 出炉口，浇包未完全烘干 ▪ 金属液氧化严重 ▪ 炉料中杂质过多 ⑥浇注 ▪ 浇注温度过高或过低 ▪ 浇注时紊流或断流 ▪ 浇注方法不当（忽快忽慢，流速不均） 解决办法：分析形成原因，针对原因解决问
题
▪ 缩孔、缩松
在铸件厚断面内部，及厚断面与厚断面交接处内 部或表面易产生形状不规则，孔壁不规则，晶粒 较粗大的孔洞，称之为缩孔 缩松与缩孔区别于：缩孔只是一个孔，而缩松是 在一个区域内有很多小的缩孔。如图：
基体
夹渣
▪ 外生夹杂物 由金属液及外来杂质的夹杂物
夹杂类缺陷一般考虑以上4种情况，其产生原因如下：
1.浇注系统不合适（浇口比） 2.熔渣清除的过程不合适
3.造型砂的耐火度不够
4.熔渣过滤的不彻底
5.铁水材质的不适当或原材料杂质过多
主要对策如下：
1.金属液浇注时，不能让熔渣流入铸件（浇注系统考虑避脏，下网等） 2.从炉中向包内放金属液时，要将熔渣清除干净。 3.对已混进包去的熔渣进行扒渣，并尽量去除，如去不 掉，应避免 其随流 进入铸件。 4.浇注系统不合适的应重新修改铸造工艺 5.材质不当的应调整到正确的材质范围，原材料杂质过多应更换原材料厂家
铸轧板质量缺陷、铸锭、热轧卷缺陷名称
对角线不符
两对角线测量后的差值不符合标准要求。
20
侧弯
侧边弯曲不符合标准的要求。
7
漏铝（也叫铝胡子）
在铸造过程中，金属液体突破铸锭已凝固的外壳而流到铸锭表面形成的凝固堆积状固体物称漏铝或叫铝胡子。
8
底部裂纹
铸造开头时，由于铸锭内应力发生变化，或由于底部有夹渣物而导致铸锭底部开裂称底部裂纹。
9
皮下裂纹
铸造过程中，由于铸造速度过快、水压或水流量不均匀或偏小、铸造温度偏高、结晶器传热不均匀等造成铸锭表面应力变化引起铸锭表面拉痕或拉裂处表皮下发生的裂纹，一般在铸锭吊出后仔细察看或铣面时才能发现。
4
粘辊
由于轧辊上粘铝，在轧制时，在板面上呈连续或周期性缺陷，严重时在冷轧时产生开裂。
5
大晶粒及麦穗晶
铸轧板面产生粗大晶粒，同一断面上各处晶粒也不相同，在板面上出现麦穗状的粗大晶粒。在低倍检查时发现。
6
化学成分不合格
合金元素超出国标或内控范围。
7
异物压入、夹渣或叫金属与非金属压入
压入铸轧板表面的金属、非金属物，呈明显的点状或长条状，一般为黑黄色。
16
针孔
铸锭内部含氢量高而形成的类似针眼大小的气孔。针孔一般与疏松相伴产生。此与箔轧时产生的针孔不是一种含义。
三、热轧卷与中厚板
序号
名称
定义
1
过烧
金属加热温度达到或超过金属过烧温度时而出现铸锭内部组织过烧的现象。
2
内松
卷取时内圈发生卷不紧的现象
3
外松
卷取时外圈发生卷不紧的现象
4
内甩
卷取时内圈发生偏离端面的现象
12
偏析瘤
在铸锭表面上出现凸出于表面的珠状或带状的析出物，称偏析瘤或叫偏析浮出物或偏析结疤。
铸件缺陷分析
铸件缺陷分析与防止铸件缺陷分析与防止内容提要§ 1 铸件尺寸超差1) 模料及制模工艺对铸件尺寸的影响2) 浇注条件对铸件尺寸的影响§ 2 铸件表面粗糙1) 影响熔模表面粗糙度的因素2) 影响型壳表面粗糙度的因素3) 其它影响表面粗糙度的因素§ 3 铸件表面缺陷1) 粘砂2) 夹砂、鼠尾和凹陷3) 斑纹4) 麻点5) 金属刺（毛刺）6) 金属珠（铁豆）4 孔洞类缺陷1) 气孔（集中气孔）2) 弥散型气孔3) 缩孔、缩松4) 缩陷§ 5 裂纹和变形1) 热裂、冷裂2) 铸件脆动和变形§ 6 其它缺陷1) 砂眼2) 渣孔3) 冷隔、浇不到4) 跑火§ 1、铸件质量超差1、模料及制模工艺对铸件尺寸的影响熔模尺寸偏差主要由于制模工艺不稳定而造成的，如合型力大小、压蜡温度（压蜡温度越高，熔模线收缩率越大）、压注压力（压注压力越大，熔模线收缩率越小）、保压时间（保压时间越长其收缩越小）、压型温度（压型温度越高，线收缩也越大）、开型时间、冷却方式、室温等因素波动而造成熔模尺寸偏差。
2、制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响着铸件尺寸。
而型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关。
3、浇注条件对铸件尺寸的影响浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置等均会影响铸件尺寸级配粉是按照一定要求配制的粒度分布合理的粉。
该种粉粒度有粗、有细，分布分散，平均粒径适中，能使涂料在高粉液比条件下，仍具有适宜的粘度和良好的流动性。
3、影响金属液精确复型的因素（1）型壳温度对金属液复型的因素（2）浇注温度对金属液复型的因素金属液复印型壳工作表面细节的能力，即充型能力；在此简称为“复型”能力。
为使金属液能精确复型，就必须有足够高的型壳温度和金属液浇注温度，并保证金属液有足够的压力头。
提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力均有良好效果，故型壳温度是应当予以重视的因素。
熔模铸造铸钢件用硅溶胶型壳，其焙烧温度达1150-1175℃，型壳出炉后迅速浇注，使铸件轮廓清晰，表面粗糙度低。
20.铸锭缺陷
三，铸锭缺陷在铸锭或铸件中，经常存在一些缺陷，常见的缺陷有缩孔气孔及夹杂物等()一缩孔缩孔缺陷的原因：铸件在冷却和凝固过程中，由于金属的液态收缩和凝固收缩，原来填满铸型的液态金属，凝固后就不再能填满，此时如果没有液体金属继续补充的话，就会出现收缩孔洞，称之为缩孔。
缩孔的危害：铸件中存在缩孔，会使铸件中有效承载面积减少，导致应力集中，可能成为裂纹源；并且降低铸件的气密性，特别是承受压应力的铸件，容易发生渗漏而报废。
缩孔的出现是不可避免的人们只能通过改变结晶时的冷却条件和铸锭的形状来控制其出现的部位和分布状况缩孔分为集中缩孔和分散缩孔或缩松两类图2.38为集中缩孔形成过程示意图：液态金属浇入铸型后，与型壁先接触的一层液体先结晶，中心部分的液体后结晶，先结晶部分的体积收缩可以由尚未结晶的液态金属来补充，而最后结晶部分的体积收縮则得不到补充。
因此整个铸锭结晶时的体积收縮都集中到最后结晶的部分，于是便形成了集中缩孔。
图2.39为缩孔的另一种形式叫二次缩孔或中心线缩孔由于铸锭上部先已基本凝固，下部分仍处于液体状态，当其凝固收缩时得不到液体的及时补充，因此便在下部形成缩孔。
所以必须在铸锭时予以切除集中缩孔和二次缩孔都破坏了铸锭的完整性，并使其附近含有较多的杂质，在以后的轧制过程中随铸锭整体的延伸而伸长，不能焊和造成废品如果只切除了明显的集中缩孔未切除暗藏的二次缩孔即中心线缩孔，将给以后的机械产品留下隐患，造成亊故。
如果铸型设计得不当浇筑工艺掌握的不好则缩孔长度可能增加，甚至贯穿铸锭中心，严重影响铸锭质量缩短缩孔长度提高到顶部减少切头率提高材料利用率的措施：1.加快底部的冷却速度。
如在铸型底部安放冷铁，使凝固尽可能地自下而上进行，从而使缩孔大大减小。
2.在铸锭顶部加保温冒口，使铸锭上部的液体最后凝固，收缩时可得到液体的补充，把缩孔集中到顶部的保温冒口中3.此外，使铸型壁上薄下厚，锭子上大下小，可缩短缩孔长度分散缩孔缩松的形成机理：大多数金属结晶时以树枝晶方式长大，在柱状晶尤其是粗大的等铀晶形成过程中，由于树枝晶的充分发展以及各品枝间相互穿插和相互封锁作用，使一部分液体被孤立分隔于各枝晶之间，凝固收缩时得不到液体的补充，结晶结束后便在这些区域形成许多分散的不规则的缩孔，称为缩松。
铝合金热顶铸造空心铸锭缺陷及改进研究
铝合金热顶铸造空心铸锭缺陷及改进研究摘要：本论文研究了铝合金热顶铸造空心铸锭的缺陷问题及改进方法。
通过对现有铝合金热顶铸造工艺的分析和实验研究，发现空心铸锭中存在着多种缺陷，如气孔、夹杂物等。
针对这些问题，本文进行了一系列改进措施试验设计，包括优化炉温控制、熔炼工艺、铸造系统设计等。
工艺验证表明改进措施能有效减少缺陷产生，提高空心铸锭的质量。
该研究对于提高铝合金热顶铸造工艺的稳定性和可靠性具有一定的参考价值。
关键词：铝合金热顶铸造；改进措施；铸造工艺引言铝合金热顶铸造空心铸锭工艺在工业生产中应用广泛，通过空心铸锭生产产品可大大缩短加工工艺流程，减少加工过程废料产生，达到更加经济、高效的目的。
空心铸锭生产铸造系统与实心铸锭系统虽然相似，但是相比之下多了用来成形铸锭中空的装置，对空心锭生产过程工艺控制要求更高，目前对铝合金热顶铸造空心铸锭的技术研究较少，尤其是对铸锭中存在气孔、夹杂物等缺陷问题亟需解决。
本文通过优化炉温控制、熔炼工艺和铸造系统设计等方法，研究其对空隙铸锭产生缺陷的影响，旨在提升铝合金空心铸锭热顶铸造工艺稳定性[[1]]。
1.铝合金热顶铸造空心铸锭的缺陷分析1.1对现有铝合金热顶熔铸工艺进行分析现有的铝合金热顶熔铸工艺主要包括熔炼、铸造两个方面。
熔炼主要产生问题在于废料比、熔炼时间、精炼这三个方面。
废料比过高会导致夹渣风险的上升；熔炼时间过长会导致铝液吸氢严重出现气孔；精炼不充分会造成铸锭夹渣。
铸造主要产生问题在于空心锭偏心问题、空心锭内孔漏铝问题。
空心锭偏心问题主要是结晶器设计不合理、本身芯子与外部结晶器空隙不一致产生，或者内外部水流量不一致，芯子与结晶器材质不一致均会导致；空心锭内孔漏铝问题主要为内部冷却强度过大或结晶器水孔角度设计不合理产生。
1.2热顶铸造空心锭缺陷类型及其影响铝合金热顶铸造空心铸锭存在多种缺陷类型，其中主要包括气孔、夹杂物和漏铝。
气孔是由于熔融铝合金中的气体析出而形成的孔洞，会降低铸锭的密度，进而影响铸锭的强度和耐腐蚀性，同时还会影响铸锭的表面质量和涂装效果[[2]]。
铝合金铸锭主要缺陷特征、形成原因及防止、补救方法
铝合金铸锭主要缺陷特征、形成原因及防止、补救方法1、化学成份不合格▲缺陷特征及发现方法最终分析结果主要合金元素或杂质含量超标●形成原因1、配料中宜烧损元素取值不合适或计算有误；2、中间合金不符合标准；3、清炉、洗炉不彻底残留有上炉的铝合金及杂质；4、不同合金料相混；5、加镁后停留时间过长，并且无覆盖剂保护、使合金液氧化烧损严重；6、没有彻底搅拌，成分不均匀，导致取样不能反应出真实情况；7、炉前分析不正确。
★防止办法及补救措施1、在配料中，易烧损元素取技术标准上限或经验烧损值的上限，并经过仔细校对，；2、选用符合标准的成分分析值准确的中间合金配料；3、转炉前彻底清炉、洗炉，清洗浇包及工具；4、检查和鉴定炉前分析仪表是否有故障，如有故障，应送有关计量部门或出产厂家或其他维修站修复鉴定；5、严禁加镁后停留时间超过十分钟，并用保护性覆盖剂；6、按分析化验取样技术要求规定取样，取样前要充分搅拌合金液；7、严禁使用混装的废料和不明成份的炉料。
2、气孔▲缺陷特征及发现方法铸锭表面或内部出现的大或小的孔洞，形状比较规则；有分散的和比较集中的两类；在对铸锭作外观检查或机械加工后可发现。
●形成原因1、炉料带水气，使熔炉内水蒸气浓度增加；2、熔炉大、中修后未烘干或烘干不透；3、合金液没有覆盖保护或过热；4、熔炉、浇包工具等未烘干；5、浇注时合金液流动不连续平稳、产生涡流，卷入了气体；6、合金液精去气不充分；7、煤、煤气及油中的含水量超标。
★防止办法及补救措施1、严禁把带有水气的炉料装入炉中，装炉前要在400度左右温度下烘烤2H；2、严格按工艺对大修、中修后的炉子进行烘烤；3、熔化前按工艺要求对熔炉、浇注工具、熔剂等进行烘烧，然后才可使用；4、选用合适的精炼方法和效果好的精炼剂充分精炼合金液，精炼后加覆盖剂保护。
如果精炼后静置时间超过6H，则要进行二次精炼方可浇注或使用；5、控制浇注时液流连续均匀地浇注，未注完锭模不要中断；6、使用含水量符合要求的煤或煤气、油等燃料熔化合金液。
铸锭缺陷分析
铸锭缺陷分析铸锭结晶组织一．1.金属与合金在凝固后均为晶体，把液态金属的凝固过程称为结晶。
纯金属的结晶过程是在一个恒定温度即结晶点下进行的，冷却强度较大时，实际结晶过渡带亦小，由于并列向前伸长有的晶核在相邻方向上互相抑制，因此，晶体容易沿着垂直于结晶面的方向连续地向液穴中心伸长成为柱状。
柱状晶的特点是伸长和排列都有一定的方向性。
合金与纯金属的结晶过程基本相同，也是从晶核开始，先形成树枝状然后发育成等轴晶或柱状晶，合金在一定的温度范围内结晶，当温度一降到这个温度范围时，溶体的任一点都可能产生晶核，在冷却强度不太大时，结晶温度范围大的合金其晶体都易发展成晶轴大小及长短基本相等或相近的等轴晶。
2.铸锭的结晶组织：由于铸锭结晶时沿整个截面上存在温度梯度，结晶条件不同，其结晶组织也不同，铸锭一般包括三个晶区：①细晶区：当液态浇入锭模后，由于模壁或结晶器温度较低，使表面层的液态金属受到强烈激冷，立即产生大量晶核，因不能充分长大又很快彼此相遇，加之模壁又能促进形核，所以在铸锭表层形成细晶区。
②柱状晶区：在细晶区形成过程中，模壁温度不断升高，加之锭的收缩，使金属和模壁之间产生一导热性较低的空隙，使剩余液态金属的冷却逐渐减慢，使细晶区前沿的液态金属的过冷度减小，形核困难，而原有晶粒则可继续长大，这时最外层的细小晶粒，一方面成为内部金属冷凝时向外散热的传导体，另一方面又成为柱状晶生长的起点，随着越向锭内，结晶速度愈低，那些晶轴垂直于模壁的晶粒就会毫无阻碍地继续向液态金属中长大，形成柱状晶区。
对纯度较高的金属如纯铜，结晶后柱状晶往往贯穿整个铸锭，形成“穿晶”③等轴晶区：随着柱状晶区的发展，模壁温度逐渐升高，使模壁方向方向的散热速度逐渐变慢，由于铸锭中心附近冷却强度小，产生的晶核数量亦少，并有充分机会向各个方向长大，因此铸锭中习部分形成了等式轴晶区，又因中心附近的液态金属冷却速度较慢，过冷度较小，因此铸锭中心附近的结晶组织多呈粗大等式轴晶。
铝及铝合金圆铸锭缺陷
铝及铝合金圆铸锭缺陷目录前言………………………………………………………………………………………………………………21.铝及铝合金圆铸锭的表面缺陷 (3)Q001 拉痕、拉裂 (4)Q002 偏析浮出物（偏析瘤） (5)Q003 冷隔（成层） (6)Q004 弯曲 (7)Q005 竹节 (8)2.铝及铝合金圆铸锭的内部组织缺陷 (9)Q006 晶内偏析 (10)Q007 逆偏析 (11)Q008 非金属夹杂 (12)Q009氧化膜 (13)Q010 白斑 (14)Q011疏松 (15)Q012 气孔 (17)Q013 光亮晶粒 (18)Q014 羽毛状晶 (19)Q015 粗大晶粒 (20)Q016 过烧 (21)3.铝及铝合金圆铸锭的裂纹缺陷 (22)Q017 冷裂纹 (23)Q018 热裂纹 (24)前言1.在铝及铝合金的熔铸生产过程中，产生的各种缺陷，主要可分为三类，即圆铸锭的表面缺陷、圆铸锭的内部组织缺陷、圆铸锭的裂纹缺陷。
2.圆铸锭的表面缺陷，在生产现场产生能够立即发现，出现频度较高。
最主要的有拉痕拉裂、偏析浮出物（偏析瘤）、冷隔（成层）、弯曲、竹节等。
3.圆铸锭的内部组织缺陷，主要有晶内偏析、逆偏析、夹杂、氧化膜、白斑、疏松、气孔、光亮晶粒、羽毛状晶、粗大晶粒、粗晶硅、过烧等，这些缺陷往往使整根、整批产品报废，必须注意防止，特别是工业铝材的生产中应该特别注意。
4.圆铸锭的裂纹缺陷，按形成机理可分为冷裂纹、热裂纹两种，也有冷裂纹和热裂纹的混合裂纹。
裂纹缺陷属于致命缺陷，生产中必须严格控制；5.下面以列表的方式对各种缺陷的名称（英文对照按美国AA标准和数据技术语篇）、起因、定义、特征及对策进行较为全面的说明，供广大技术人员、生产人员、质检人员作为工作和学习参考。
1.铝及铝合金圆铸锭的表面缺陷铝合金圆铸锭的表面缺陷，大都在铸造过程中产生。
最主要的有拉痕、拉裂、偏析浮出物、冷隔（成层）、铸锭弯曲、竹节等。
铸锭缺陷 -3.13
晶界偏析形成过程示意图
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（3） 比重偏析
其形成原因是： a）液相分层； b）固相与液相比重不同。
（4） 正偏析与反偏析
其形成原因是： a）溶质分配系数k的不同， k<1时，后 结晶的固相溶质含量高，出现反偏析； b）k>1时，后结晶的固相溶质含量低， 出现正偏析； c）同时，与粗大的枝状晶有关。
疏松区 温度 液相线
固相线
缩孔区
成分
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（5）影响缩孔和缩松的因素
b）金属浇铸工艺条件 凡是提高铸锭断面温度梯度的措施，如铁模铸锭时，提高浇 注温度和浇注速度，均有利于集中缩孔的形成；反之，降低浇注 温度和浇注速度，提高模温，则有利于分散缩孔或缩松的形成。
铸锭常见凝固缺陷
铸锭常见凝固缺陷
3.铸锭裂纹
裂纹分类：
根据裂纹的形成阶段分为冷裂纹(凝固后)和热裂纹(凝固过程)。 根据裂纹形状和在铸锭中的位置，裂纹又可分为许多种 热裂纹可分为表面裂纹、皮下裂纹、晶间裂纹、中心裂纹、环状裂 纹、放射状型纹等； 冷裂纹可分为顶裂纹、底裂纹、侧裂纹、纵向表面裂纹等。
铸锭常见凝固缺陷
铸锭常见凝固缺陷
5.铸锭气孔
铸件中的气孔对铸件的使用性能影响很大。 对力学性能的影响：气孔减少了铸锭的有效截面，当气 孔有尖角时，会引起应力集中。因而，显著降低铸锭的力学 性能，如塑性，冲击韧性、疲劳性能等。特别是集中型气孔 对合金力学性能的影响最大。 对铸造性能的影响：铸锭在铸造过程中产生的气孔会显 著增加铸锭的热裂倾向。此外，气孔的出现会阻碍金属液的 补缩，造成晶间疏松。
铸锭常见凝固缺陷
5.铸锭气孔
有效结晶温度范围越宽，合金的 热裂倾向越大
铝合金空心铸锭热顶铸造中的缺陷分析及避免方法
铝合金空心铸锭热顶铸造中的缺陷分析及避免方法杜新宇【摘要】铝合金空心铸锭在生产过程中容易出现铸锭内孔偏心、内孔拉裂及漏铝问题,造成铸造成品率低,增加生产成本,内孔偏心的空心锭在挤压时会影响挤压出的铝合金无缝管的质量.因此,寻求更加完善的铝合金空心锭铸造方法成为迫切需要解决的问题.根据试验结果,简要介绍了铝合金热顶铸造空心锭实际应用技术,分析了铝合金热顶铸造空心锭在生产过程中容易出现的铸锭内孔偏心、内孔拉裂、漏铝等问题产生的原因,制定了工艺改进措施,重点对实践中发现铸造工具存在的不足之处进行了结构改进,经试验表明热顶铸造空心锭壁厚均匀,满足了挤压用空心锭的质量要求,生产出的铝合金无缝管质量合格.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2018(046)011【总页数】4页(P16-19)【关键词】铝合金空心铸锭;热顶铸造;铸锭偏心;内孔拉裂;漏铝【作者】杜新宇【作者单位】南阳理工学院,河南南阳473004【正文语种】中文【中图分类】TG292铝合金无缝管主要是在双动挤压机(亦称管材挤压机)上进行生产。
由于挤压铝合金无缝管采用的是锥形模，对铸锭毛坯的内外表面质量要求较高，否则生产出的无缝管内外表面质量较差。
传统使用的空心铸锭毛坯主要采用DC铸造法，生产的空心铸锭经车皮、镗孔或热剥皮后使用。
这种工艺方法不但增加3%～5%的几何废料，而且将一级铝合金料变为三级废料。
若重熔使用，烧损率将超过10%，这不但造成铝资源的浪费，同时增加了生产成本。
在单动挤压机(亦称型材挤压机)上挤压生产无缝管，使用的铸锭毛坯多数采用热顶铸造实心锭，在车床上钻孔后作为挤压管材的毛坯。
虽然多数锭坯的内孔较小，但同样存在一级料变为三级废料的问题。
如加工时中心对的不正，锭坯内径出现偏心，会使挤压的管材产生偏心废品而报废。
若钻孔时进给太快，致使锭坯内孔壁螺旋线痕过深，挤压出的铝合金无缝管内壁产生周期性的鱼鳞裂纹，会使挤压管材报废。
铸造铸件常见缺陷分析报告文案
铸造铸件常见缺陷分析
铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。
常见铸件缺陷及产生原因
铸件质量与气孔的关系
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（模型合格一铸件合格）
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。
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
4弥散孔，气密性
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，各种附加物等.
气孔的特征：多位于表面附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形孔的表面被氧化。
气孔形成过程
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）一气压升高，溶入金属---一部分从金属液中逸出一浇口，其余在铸件部，形成气孔。
预防气孔的发生：降低型砂（型芯砂）的发起量，增加铸型排气能力。
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。
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。
女口：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。
常见铸件缺陷及其预防措施。
铸锭缺陷
2020/4/10
A
C
B
0
固溶体不平衡结晶示意图
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铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（1） 晶内偏析 由于铸锭冷凝较快，固液两相中溶质来不及扩散均匀，晶粒
内部先后结晶部分的成分不同。
晶内偏析的影响因素： a）冷却速度； b）偏析元素的扩散能力； c）液固相线间隔。
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铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
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铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（4）缩孔和缩松的形成
缩松形成示意图
缩松形成原因：是在同时凝固的条件下。最后凝固的地方因收缩造成的孔 洞得不到金属的补缩而产生的。缩松分布面广，铸锭轴线附近尤为严重。
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铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（5）影响缩孔和缩松的因素
有色金属熔炼与铸锭 机械设计基础 （铸锭常见凝固缺陷）
主讲：宋绍华
2020/4/10
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铸锭常见凝固缺陷
本章内容要点
铸锭偏析 缩孔与缩松 铸锭裂纹 铸锭冷隔 铸锭气孔 非金属夹渣
2020/4/10
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铸锭常见凝固缺陷
铸锭质量直接影响到其后被加工成各种材料（板、带、管、 棒、型、线、锻件等）的质量。据统计轻合金材料生产中，有 60~70%的废品是因铸锭质量不良造成的。可以说，铸锭的各种 缺陷往往造成了加工车间各种不合格制品的“先天不足”，而某 些缺陷（如裂纹），显然在进入压力加工前就成了废品。因此， 如何识别、分析铸锭缺陷的产生原因，找出防止或消除这些缺 陷的措施，对提高铸锭和半制品的质量，提高整个生产过程的 成品率，意义十分重大。
2020/4/10
高纯铝铸锭质量缺陷及预防措施
２００８每新疆有色金属４３高纯铝铸锭质量缺陷及预防措施蒋铁军（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐８３００１３）摘要高纯铝铸锭的质量对电解电容器用铝箔的生产有很大的影响．本文对商纯铝铸锭缺陷产生原因进行了分析．并提出相应的顶防措施．关键词高纯铝缺陷电解电容器铝箔１引言我公司生产的高纯铝铸锭（ＡＩ含量＞９９．９９％）主要用于铝电解电容器用铝箔的生产．高纯铝在熔铸过程中极易产生气泡、夹渣、冷隔、弯曲等质量问题，而且一旦在此工序中形成这些缺陷，就会对后续的热轧或冷轧等工序产生影响，多数缺陷都将在铝箔轧制过程中表现出来或体现在最终制品上。
因此，为提高铝箔质量必须避免以上缺陷的产生。
２铸锭缺陷产生原因及预防措施２．１气泡、夹渣２．１．１气泡产生原因众所周知，铝及其合金在高温下极易与水汽发生下述反应，反应生成的氢多以原子或离子状态游离于熔体中：２ＡＩ＋３Ｈ２０＝ＡＩ：０３＋６Ｈ氢在铝中的溶解度随温度升高而增加，试验表明，铝的温度以缓慢速度上升至熔点温度，但仍为固态时，氢的溶解度为０．０００３６ｍＬ／ｇ左右，而同一温度下的液态铝的溶解度却高达０．００６９ｍＬ／ｇ，为前者的１９倍，而且温度继续升高，氢的溶解度将进一步增加。
以上数据说明，金属铝在凝固时将析出大量的氢气，这就是铝及其合金容易形成气体缺陷的根本原因．如果不将氢含量控制到一定范围内，铸造过程中氢就会析出，并以气泡形式存在于所铸材料内部。
这种缺陷在轧制加工时破裂，造成断带，造成铝箔报废、降低成品率．２．１．２夹渣产生原因铸锭中的氧化物、硫化物和硅酸盐、熔剂、炉衬剥落物、涂料或润滑剂残焦等非金属夹杂物，通称为夹渣．夹渣的产生原因较简单，铝料本身可带入夹杂物，熔炼过程中受到各种污染也会形成夹杂物．净化处理不当，在某几个部位留有死角或过滤系统有故障，易使各种夹渣物随铝液进人铸锭造成夹渣缺陷。
铝液中有碳化物、氧化物、氯化物及氟化物等多种夹渣。
它们有些在熔炼温度下能被除去，有些则不能除去而进人铸锭中，氧化物夹杂就是其中一种．如氧化铝夹杂，是在熔炼过程中铝与空气接触形成的氧化膜，在熔炼过程中搅拌、扒渣和转运操作，不可避免地破坏表面而形成氧化膜，破碎的氧化膜以薄片状进入铝液，过滤不好就会进入铸锭．这类夹杂物很硬脆，随着轧制的进行有的脱落形成针孔，有的被压碎形成针孔或开裂．铝箔表面夹渣，若未被发现进入腐蚀工序，会造成腐蚀不均，电容量不均，散差较大，严重时，缺陷处电流集中腐蚀而穿孔，造成腐蚀箔表面孔洞而无法使用。
熔炼铸造缺陷分析及解决方案
熔炼铸造缺陷分析及解决方案一、过滤片引起的缺陷现象、原因及对策二、夹渣缺陷1、各种液态铸造合金在熔炼和浇注过程中均会产生夹杂物，金属夹杂物依据其来源可以分为两大类：(1) 外来夹杂物。
来源于炉衬、浇包耐火材料的侵蚀，熔渣或与空气反应形成的浮渣, 型砂的冲蚀, 或其它任何与金属熔体接触的材料的侵蚀;(2) 内生夹杂物。
这类夹杂物是由金属熔体内的反应形成, 如镁硫夹杂物。
镁硫夹杂物是由于球化处理过程中加入镁硅铁合金后在铁液内反应而形成。
2、夹渣产生的原因(1) 硅：硅的氧化物也是夹渣的主要组成部分，因此尽可能降低含硅量;(2) 硫：铁液中的硫化物是球铁件形成夹渣缺陷的主要原因之一。
硫化物的熔点比铁液熔点低，在铁液凝固过程中，硫化物将从铁液中析出，增大了铁液的粘度，使铁液中的熔渣或金属氧化物等不易上浮。
因而铁液中硫含量太高时，铸件易产生夹渣。
球墨铸铁原铁液含硫量应控制在0.06%以下，当它在0.09%～0.135%时，铸铁夹渣缺陷会急剧增加;(3) 稀土和镁：近年来研究认为夹渣主要是由于镁、稀土等元素氧化而致，因此残余镁和稀土不应太高;(4) 浇注温度：浇注温度太低时，金属液内的金属氧化物等因金属液的粘度太高，不易上浮至表面而残留在金属液内；温度太高时，金属液表面的熔渣变得太稀薄，不易自液体表面去除，往往随金属液流入型内。
而实际生产中，浇注温度太低是引起夹渣的主要原因之一;(5) 浇注系统: 浇注系统设计应合理,具有挡渣功能,使金属液能平稳地充填铸型,力求避免飞溅及紊流;(6) 型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料，它们可与金属液中的氧化物合成熔渣，导致夹渣产生；砂型的紧实度不均匀，紧实度低的型壁表面容易被金属液侵蚀和形成低熔点的化合物，导致铸件产生夹渣。
3、防止夹渣措施(1) 控制铁液成分：尽量降低铁液中的含硫量(<0 06%)，适量加入稀土合金(0 1%～0 2%)以净化铁液，尽可能降低含硅量和残镁量;(2) 熔炼工艺：要尽量提高金属液的出炉温度，适宜的静置，以利于非金属夹杂物的上浮、聚集。
2Al2铝合金圆铸锭缺陷分析及其控制措施
2Al2铝合金圆铸锭缺陷分析及其控制措施
林茂;刘金炎
【期刊名称】《轻合金加工技术》
【年(卷),期】2022(50)8
【摘要】对生产的不同批次的2Al2铝合金铸锭进行显微组织、扫描电镜及能谱分析,使用测渣仪评估精炼前、后保温炉内熔体和在线流槽内熔体的渣含量和种类。
结果表明:2Al2铝合金圆铸锭的主要缺陷是氧化物夹渣。
将过滤流槽中液位控制在高位;定期清理保温炉流眼,保证流眼的有效尺寸;建立良好的转注条件,封闭流槽和流盘的所有露落差;加强对过滤流槽内衬的维护,防止过滤内衬在高温熔体的冲刷下脱落卷入铝熔体。
采取以上措施可有效减少铸锭的氧化夹渣缺陷。
【总页数】4页(P21-24)
【作者】林茂;刘金炎
【作者单位】西北铝业有限责任公司;中铝材料应用研究院有限公司苏州分公司【正文语种】中文
【中图分类】TG292
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晶界偏析形成过程示意图
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（3） 比重偏析
其形成原因是： a）液相分层； b）固相与液相比重不同。
（4） 正偏析与反偏析
其形成原因是： a）溶质分配系数k的不同， k<1时，后 结晶的固相溶质含量高，出现反偏析； b）k>1时，后结晶的固相溶质含量低， 出现正偏析； c）同时，与粗大的枝状晶有关。
固溶体不平衡结晶示意图
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（1） 晶内偏析 由于铸锭冷凝较快，固液两相中溶质来不及扩散均匀，晶粒 内部先后结晶部分的成分不同。
晶内偏析的影响因素： a）冷却速度； b）偏析元素的扩散能力； c）液固相线间隔。
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（2） 晶界偏析 是溶质元素在晶界堆积的结果，主要原因是： a）液固相溶质分配系数的不同； b）形成化合物。
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（5） 偏析瘤 是一种严重的反偏析现象，通常在铸锭的表面出现偏析瘤。
枝 晶 出 现 间 隙 铸 模 铸 模 锡 偏 析 瘤
铸 模
(a) 形成枝晶
(b) 出现间隙
(c) 富锡熔体外溢
锡青铜中偏析瘤的形成过程
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（6） 防止偏析的方法
晶内偏析一般通过加工和热处理可以消除，但在枝晶臂 间距较大时则不能消除，会给制品造成电化学性能不均匀。 晶界偏析是低熔点物质聚集于晶界，使铸锭热裂倾向增 大，并使制品易发生晶界腐蚀。 宏观偏析会使铸锭及加工产品的组织和性能很不均匀。 宏观偏析不能靠均匀化退火予以消除或减轻，所以在铸锭生 产中要特别防止这类偏析。
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
铸锭中化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析是合金凝固过程 中，溶质的再分配及晶体长大速度大于溶质扩散速度，使先析出的 固相与液相析 晶界偏析 比重偏析 正偏析 反偏析
a1
L1 a2 a3 L2
a2
宏观偏析
L3
a3
固相线
A
液相线
C
0
B
2.缩孔与缩松
（6）防止缩孔和缩松的途径
基本途径：根据合金的体收缩特性、结晶温度范围大小及铸锭尺 寸等，制定正确的铸锭工艺，在保证铸锭自下而上顺序凝固条件下， 尽可能使分散缩孔或缩松转化为铸锭头部的集中缩孔，然后通过人工 补缩来消除。 合理设计模壁厚度和锭坯的宽厚比或高径比，采用上大下小的锭 模及加补缩冒口；加保温帽加强补缩；提高浇温、降低浇速。 连铸易形成缩松的大型铸锭时，先去气去渣精炼，使熔体中含气 量和夹渣尽量少，采用短结晶器或低金属液面水平，降低浇速，加强 二次水冷，使液穴浅平，使铸锭由下而上进行凝固。
（4）缩孔和缩松的形成
当温度下降至液相线 下的点划线时。枝晶数量 增多彼此相连构成连续的 骨架，此时铸锭中已有 55 ％ ~70 ％的固相，使开始 凝固收缩。
凝固收缩的开始温度
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（4）缩孔和缩松的形成
缩孔形成示意图
缩孔形成原因：在顺序凝固条件下，因金属液态和凝固收缩造成的孔洞 得不到金属液的补缩而产生的。缩孔多出现在铸锭的中部和头部，或铸 件的厚壁处。
铸锭常见凝固缺陷
铸锭生产中常见的缺陷很多，如裂纹、气孔、疏松、夹渣、 偏析等等。产生这些缺陷的原因很多，归根结底主要是由合金的 本性，金属液体的纯洁度和浇铸工艺条件诸因素造成的。
从本质上讲，缺陷是铸造过程中由于温度变化而引起的相变、 体积变化和溶解度变化的直接和间接结果。在生产实际中，某种 缺陷的出现，其情况往往比较复杂，必须抓住主要的方面进行分 析，找出缺陷的成因及防止措施。
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（3）形成原因 产生缩孔和缩松的最直接原因，是金属凝固时发生的凝固体 收缩。
（4）缩孔和缩松的形成 收缩的分类：包括凝固前的液态收缩、由液态变为固态的凝 固收缩及凝固后的固态收缩。
液态收缩率为1~2%、凝固收缩率为2~7%、固态收缩率为5~9%
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
疏松区 温度 液相线
固相线
缩孔区
成分
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（5）影响缩孔和缩松的因素
b）金属浇铸工艺条件 凡是提高铸锭断面温度梯度的措施，如铁模铸锭时，提高浇 注温度和浇注速度，均有利于集中缩孔的形成；反之，降低浇注 温度和浇注速度，提高模温，则有利于分散缩孔或缩松的形成。
铸锭常见凝固缺陷
有色金属熔炼与铸锭 （铸锭常见凝固缺陷） 机械设计基础
主讲：宋绍华
铸锭常见凝固缺陷 本章内容要点
铸锭偏析
缩孔与缩松
铸锭裂纹
铸锭冷隔 铸锭气孔 非金属夹渣
铸锭常见凝固缺陷
铸锭质量直接影响到其后被加工成各种材料（板、带、管、 棒、型、线、锻件等）的质量。据统计轻合金材料生产中，有 60~70%的废品是因铸锭质量不良造成的。可以说，铸锭的各种 缺陷往往造成了加工车间各种不合格制品的 “ 先天不足 ” ，而某 些缺陷（如裂纹），显然在进入压力加工前就成了废品。因此， 如何识别、分析铸锭缺陷的产生原因，找出防止或消除这些缺 陷的措施，对提高铸锭和半制品的质量，提高整个生产过程的 成品率，意义十分重大。
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（4）缩孔和缩松的形成
缩松形成示意图
缩松形成原因：是在同时凝固的条件下。最后凝固的地方因收缩造成的孔 洞得不到金属的补缩而产生的。缩松分布面广，铸锭轴线附近尤为严重。
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（5）影响缩孔和缩松的因素
a）金属性质 金属液体和凝固体的平均体收缩 系数、结晶温度范围、吸气性等 当温度梯度一定时，合金的结晶温度 范围越小，则凝固区越窄，铸锭形成缩孔 的倾向越大；反之，结晶温度范围大，则 凝固区宽，等轴晶发达，补缩困难，形成 缩松的倾向大。
铸锭常见凝固缺陷
1.铸锭偏析
（6） 防止偏析的方法
偏析是凝固过程中溶质再分布的结果。因此，一切能使 成分均匀化和晶粒细化的方法，均有利于防止或减少偏析。 基本措施有：
增大冷却强度，搅拌，变质处理，采用短结晶器，降低 浇注温度，加强二次水冷，使液穴浅平等。
铸锭常见凝固缺陷
2.缩孔与缩松
（1） 概念 在铸锭中部、头部、晶界及枝晶间等地方，常常有一些 宏观和显微的收缩孔洞，通称为缩孔。细小而分散的缩孔称 为分散缩孔或缩松。 （2）危害 缩孔或缩松都会减小铸锭受力的有效面积，并在缩孔和 缩松处产生应力集中，因而显著降低铸锭的力学性能。