精密铸造304不锈钢铸件黑点缺陷的解决措施

精密铸造304不锈钢铸件黑点缺陷的解决措施

徐州市热卡铸造材料有限公司张云郑申涛

一、综述

熔模精密铸造不锈钢典型的材质是304，也就是1Cr19Ni9Ti，通常的金相组织是奥氏体，机械加工后铸件表面会出现小黑点而导致铸件成批报废，耽误交期不说，订单甚至客户会因此丢失，根据黑点的形态我们把黑点分为两类，一类是不规则黑点，另一是形态接近圆形（扫描断面是圆形，铸件中的形态是球状）的规则黑点，这类黑点较多特别是抛光后清晰可见，焊补几乎不可能，有的客户要求不允许焊补，一旦发现焊补立刻终止合同。以下具体分析黑点的成因和解决措施，欢迎批评指正。

二、不锈钢黑点的成因

根据对黑点成分取样分析得知，无论是不规则黑点还是规则黑点缺陷，都有氧元素的踪迹，其他成分包括碳、锰、硅、铬等。

碳的来源很少，所加入的不锈钢原料和合金没有碳，唯一的可能是脱蜡不干净所致，蜡料高温碳化粘附在型壳上，浇注后和氧、硅等元素结合形成复杂的碳化物或者多元氧化物夹杂。

生产实践中，不规则的黑点多发生在靠近浇冒口附近，这是因为氧化夹渣颗粒小比重小容易上浮。这部分黑点的解决办法能够肯定是完善脱蜡工艺，不利于脱蜡的铸件可以设置脱蜡孔，另外保证脱蜡的温度压力时间严格按照工艺文件执行，应该都能得到顺利解决。

另一部分圆形的黑点的成因可以进行如下判断，首先是脱氧失败或者效果不彻底，大量游离的氧和钢液中的锰硅元素（可能来自铁合金也可能来自炉衬或者除渣剂）还有其他元素比如铬等形成多元的复杂的氧化夹渣，由于圆形应该说是球状体表面能最小，所以形成大量的球状氧化物颗粒，由于时间或者钢液粘度的影响未来得及上浮到液面，含有球状氧化物夹渣的钢水浇注后凝固成铸件从而形成黑点缺陷。

对于圆形的黑点缺陷这里多说几句，首先硅、锰、铬等元素是必须出现在钢液中，有的是合金有的竟然是为了脱氧加入的，而除渣剂中的各种成分复杂而多样化，又不可能不加除渣剂。

三、不锈钢黑点解决措施

以下脱氧熔炼工艺经过现场测试和多家工厂使用，是一种效果好成本低的成熟工艺，特别对于304、316不锈钢黑点的解决效果非常明显，建议推广使用。

1、初脱氧用锰铁和硅铁依然没错，加入量根据各工厂的情况，注意不要过量，另外加入时间是熔化基本结束即可加入或者熔化结束加入也是可以的。

2、加入钢花牌复合脱氧剂，有的工厂采用硅钙脱氧，实际脱氧效果还是不错的，但是对于经常出现黑点的情况，硅钙的脱氧力度似乎不够，特别是能到达的钢水深度受到质疑，其中之一就是不能彻底解决黑点缺陷，或者问题有反复。而加入钢花牌复合脱氧剂再加上合理的

静置时间，效果是非常令人满意的，可以达到95%以上的铸件合格率。其中的原理除了各种强脱氧元素的复合叠加效果之外还有一个就是产品密度和颗粒大小的设计，当然温度稍高使得钢水粘度下降也有利于夹杂上浮。

3、对于铝脱氧工艺如果转包建议在包内进行补充脱氧，一半炉内经过复合脱氧可以节省铝脱氧。

4、针对除渣剂和炉衬有可能污染钢液的问题，建议用质量稳定的进口除渣剂比如石川F2和2#，炉衬有条件的用中性炉衬或者进口的镁砂镁粉，一般的最差的也要用97的电熔镁砂粉，打炉烘炉到位，第一炉够长，浇包尽量选用优势耐火材料打结，有条件的可以选用氧化铝浇包，带挡渣板的或者茶壶包。

四、结论

对于解决不锈钢铸件黑点缺陷这个问题，每个工序都重要，可是工厂各有不同，有的改进花费了很大精力其实只是降低了一个百分点的废品率，而这里改用钢花牌复合脱氧剂就能翻盘，降低几十个点的废品率，关键点就在这里，用最小的代价最简单易操作的工艺实现逆袭达到目的。