不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制
不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制
不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制不锈钢熔模铸造是一种常用的精铸工艺，具有高精度、高表面质量和复杂结构等优点，在航空航天、汽车制造、石油化工等领域得到广泛应用。
然而，不锈钢熔模铸造过程中常常会出现一些缺陷，影响产品的质量。
因此，分析不锈钢熔模铸造缺陷并实施质量控制措施至关重要。
1.气孔：不锈钢熔模铸造过程中，金属液与熔模之间会有一定的倾注高度，造成气体渗透和包气现象，导致气孔的产生。
控制措施包括严格控制铸件充型工艺、提高铸件壁厚度、优化铸造温度及倾注速度等。
2.夹渣：夹渣是指铸件中夹杂有一定量的砂浆或金属渣滓。
夹渣常常发生在铸件边缘处，主要是由于铸件壁厚变化导致砂芯破碎、气体和金属渣滓混合等原因所致。
控制措施包括优化砂芯设计、增加浇注道和浇注系统的过滤装置、提高铸造温度和浇注速度等。
3.砂洞：砂洞是指铸件表面或内部的凹陷或孔洞。
砂洞的产生主要是由于砂芯缩痕、气体排放不畅等原因所致。
控制措施包括优化砂芯设计、提高充型压力、增加浇注速度、增加通气孔等。
4.收缩孔：收缩孔是指铸件内部的缺陷，多为球状或椭圆形凹坑。
收缩孔的产生主要是由于不锈钢在凝固过程中由于体积收缩造成的。
控制措施包括优化铸件结构设计、增加冷却速率、提高壁厚等。
为了有效控制不锈钢熔模铸造缺陷，可以采取以下质量控制措施：1.优化工艺参数：通过优化铸件充型工艺、控制铸造温度和倾注速度等参数，减少缺陷的产生。
2.加强设备管理：定期检查和维护熔模设备，确保各项设备的正常运行。
3.严格原材料控制：对原材料进行检验，确保其质量合格。
4.检测和分析技术：采用非破坏性检测技术，如X射线检测、超声波检测等，对铸件进行缺陷检测和分析，及时发现和解决问题。
5.过程控制和持续改进：建立严格的质量控制流程，持续跟踪和改进生产过程中的关键环节，提高产品质量和生产效率。
综上所述，通过分析不锈钢熔模铸造缺陷并实施相应的质量控制措施，可以有效降低缺陷的发生率，提高产品的质量和可靠性。
熔模铸件缺陷分析及对策
熔模铸件缺陷分析及对策 熔模铸造（又称失蜡铸造），它是一种 近净形成形的先进工艺。熔模铸造的工艺特 点归纳起来为三点： ① 使用可熔（溶）性一次模和一次型 （芯），不用开型起模，无分型面。
② 采用涂料浆制型壳，涂层对蜡模(易熔 模)复印性好。 ③ 采用热壳浇注，金属液充型性好。
因此,熔模铸造可以制造尺寸精度高 (CT4-6)，表面粗糙度低（Ra0.8-3.2μ）的 复杂铸件。
① 硅溶胶和硅酸乙酯水解液粘结剂本身粘度小，故配
制的面层涂料粉液比较高，如配锆英粉涂料时粉液比
可达4以上，配刚玉粉涂料时粉液比也可在3.2以上，配
石英粉涂料时可达2.2左右。 ② 水玻璃粘结剂因自身粘度高，故水玻璃涂料粉液 比很低，配石英粉涂料时，粉液比常为：1.0—1.1。但 也可以通过降低水玻璃密度：1.26—1.28g/cm3，模数
3、金属液精确复型的影响因素
⑴ 合适的型壳温度：
薄壁件及小件要求型壳经焙烧后，尽可能的保证有足够 高的型壳温度迅速浇注。因为提高型壳温度对改善金属液流 动能力、复型能力有良好的效果。过高的合金熔炼温度常因 增加金属液的吸气量，减少结晶形核基底等因素，而对材质 产生不利影响。 厚大件要求型壳温度较低为好，冷却速度快，减少形成 缩孔、缩松的缺陷倾向。 硅溶液、硅酸乙酯型壳的焙烧温度为 1050-1100℃ ，水 玻璃型壳焙烧温度为850℃,出炉后迅速浇注。
罩密封，使铸件在还原气氛中冷却。
⑵ 清理对熔模铸件表面粗糙度的影响
清理对熔模铸件表面粗糙度的影响也很大，应
注意以下几个方面： ① 喷砂清理的方法比喷丸清理铸件表面粗糙度 好2级以上。
② 采用高压水力清砂是保证铸件表面粗糙度较
好的方法。
③ 整组铸件组振壳后，先喷丸再切割，个别清不到的
不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制
熔模铸造的工艺流程通常为 :压型创造→蜡模压制→蜡模组装→浸涂料→撒砂→硬化及干燥→脱蜡→焙烧→浇注→ 落砂及清理。
由于其工艺环节较多,过程较复杂,于是最终铸件的品质受诸多因素的影响很大，不易进行控制。
结合不锈钢熔模铸造生产过程中浮现的若干缺陷类型,探讨、分析不锈钢熔模铸造过程中品质控制的关键环节.1在生产中,有时发现成批铸件表面浮现麻坑(见图 1-1)。
呈规则的半球形小坑,凹坑直径为 013~018mm，深 013~015mm,麻坑在铸件局部呈密集状分布。
该缺陷虽不影响铸件使用性能,但无法修整，严重影响了铸件的表面品质,导致铸件成批报废。
对该缺陷进行能谱分析(见图 1—2 ) ,结果表明该缺陷位置存在着微量的 Mg、Ca 等元素。
图(1-1)铸件表面麻坑缺陷图(1—2)麻坑缺陷位置的能谱分析该表面麻坑缺陷产生的主要原因是面层型壳材料不合格。
在铸造生产中多采用锆砂作为型壳面层耐火材料，其导热性好,蓄热能力大,耐火度高，热震稳定性好。
纯 ZrSiO4 的耐火度在 2000℃以上,但随着杂质含量增加，耐火度相应下降。
当锆砂中含有氧化物杂质时，其分解温度会下降，如含有 Ca、Mg 氧化物时,分解温度会降至 1300℃摆布, 当含有 K、Na 氧化物时,其分解温度会降至 900℃摆布[1，2].锆砂是 ZrO2 SiO2 二元系中惟一的化合物，但其分解时析出的无定形 SiO2 具有很高的活性，能与金属中的Cr、Ni、Ti、Mn、Al 等合金元素在高温下发生化学反应，导致铸件表面产生麻坑缺陷,恶化铸件的表面品质。
不锈钢铸件加工或者抛光后，在加工表面位置时，会浮现分散的规则球状的黑点缺陷(见图 1—3) ,其缺陷位置的能谱分析(见图 1—4)。
可见该黑点缺陷存在 O、Si、Mn 等元素.图 (1-3)铸件黑点缺陷图(1—4)黑点缺陷位置的能谱分析该黑点缺陷产生的原因可能是由于钢液中存在有非金属夹杂物(主要是金属元素的氧化物、硫化物和硅酸盐)而导致的。
铸造工艺流程中的铸件缺陷分析与改进策略
铸造工艺流程中的铸件缺陷分析与改进策略铸造工艺是一种重要的金属加工方法，用于制造各种形状的金属件。
然而，在铸造过程中，铸件缺陷是一个常见的问题，它会影响到铸件的质量和性能。
因此，对于铸造工艺流程中的铸件缺陷进行深入分析，并提出改进策略，对于提高铸件质量和工艺效率具有重要意义。
一、铸件缺陷的分类与原因分析在铸造工艺中，铸件缺陷可以分为表面缺陷和内部缺陷两类。
常见的表面缺陷包括气孔、砂眼、砂洞等；内部缺陷主要有夹杂物、孔洞、收缩系数不均匀等。
1.1 气孔气孔是铸造工艺中最常见的表面缺陷之一。
其形成的原因通常有两个方面，一是液态金属中溶解气体含量过高，二是在金属凝固过程中，气体生成而未能有效排除。
造成气孔的常见因素包括砂芯质量不佳、浇注温度过高、浇注速度过快等。
1.2 砂眼和砂洞砂眼是指铸件表面局部凹陷的缺陷，而砂洞是指铸件内部或边缘凹陷的缺陷。
主要原因包括模具缺陷、浇注系统设计不合理、浇注金属温度过低等。
1.3 夹杂物夹杂物是指铸件中存在的杂质，如炉渣、油污等。
其主要原因包括铁水净化不彻底、砂芯质量不佳等。
1.4 孔洞孔洞是指铸件内部存在的封闭空腔。
常见的孔洞形式包括气孔和收缩孔。
造成孔洞的原因主要有铁水中含气量高、铸型泥浆含水量高等。
1.5 收缩系数不均匀收缩系数不均匀是指铸件不同部位的收缩量不一致。
这可能会引起铸件的内部应力集中，从而导致开裂和变形。
收缩系数不均匀的原因包括铸造合金的特性、浇注温度的控制等。
二、改进策略为了减少铸件缺陷，提高铸件质量和工艺效率，以下是一些改进策略的具体措施：2.1 优化模具设计模具设计是影响铸件质量的关键因素之一。
通过优化模具结构、提高模具材料质量和表面光洁度，可以减少砂眼、砂洞等表面缺陷的产生。
2.2 控制浇注温度和速度浇注温度和速度对铸件质量有着直接的影响。
合理控制浇注温度和速度，可以降低气孔和夹杂物等缺陷的产生。
2.3 改进铸型材料和工艺选择合适的铸型材料，对铸件质量和工艺效率的提高至关重要。
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。
304不锈钢精密铸造件加工外观缺陷的分析与改善
304不锈钢精密铸造件加工外观缺陷的分析与改善摘要：本文主要介绍了304不锈钢精密铸造件（以下简称精铸件）加工过程中暗花缺陷的原因分析及改善过程，因不锈钢精铸件的加工在行业内较为普通，且加工工艺较为特殊，因此希望本文有一定的推广及借鉴作用。
关键词：不锈钢；精密铸造；加工；外观缺陷本文所讲的精密铸造是熔模精密铸造，它是精密铸造的工艺方法之一。
是采用失蜡法制壳，利用废钢加合金的方式浇注成铸件，再通过机械加工等工序制作成符合客户要求的精密零件，是一种历史悠久的传统制造业，是工业门类中的基础行业之一。
304不锈钢为奥氏体不锈钢，熔炼浇注及机械加工是此类零件的关键质量控制点，品质问题轻则耽误订单交期，重则损失客户丢失市场。
因此，相关品质问题的改善就显得尤为重要。
1、缺陷概述本公司生产的一种材质为304的不锈钢精铸件，车加工后零件表面出现了大面积的白色暗花（见图1）不良率28%左右，形状、大小、位置不定，经擦拭、水洗、超声波清洗等表面处理后，缺陷仍无法消除掉。
精刀返车后暗花变淡但却未完全消失，初步判断该缺陷产生的原因是数控车加工工艺设置不当。
随后将车加工工序拆分为粗车和精车，同时提高转速，减少车削量。
经试加工后发现暗花缺陷无明显好转，结果表明车加工工艺的调整对零件表面暗花的改善收效甚微，不是暗花产生的根本原因。
零件表面暗花左图的局部放大图图12、缺陷分析为了进一步分析缺陷的产生原因，从宏观角度，安排专人对本批次零件的生产过程进行倒查，核查过程中未发现异常情况。
继而从微观角度，用电子显微镜对零件的暗花缺陷展开进一步的分析，发现暗花区域相对于正常区域来说，零件的走刀路径模糊杂乱，局部棱线崩缺且有类似粘刀的异物附着（见图2）。
通过缺陷区域的放大分析得知，暗花缺陷更像是铸件本身的组织缺陷。
参考上述检测结果，为了进一步对零件的内部组织进行分析，以查明暗花缺陷的根本原因，我们对零件暗花缺陷部位进行线割截取，交品质部制样后分别在200倍、500倍和1000倍的显微镜下进行金相检验，通过图3的金相图片可以看出，碳化物在奥氏体晶界上无规则的大量聚集，粗大且成网状分布。
304不锈钢熔模铸造中缩孔、缩松的几种防止措施
熔模铸造中缩松的几种特有解决方案
缩松是铸造最常见的缺陷之一，是铸件在冷却过程中热节或远浇口部位得不到有效的补缩而产生的细小分散的孔洞。
熔模铸造因为热壳浇注的特点，在浇注系统设计时大大地限制了冒口、冷铁对于缩松的处理，但是却有一系列独特的解决方案。
1、型壳底部淬水
部位：铸件浇注位置底部。
铸件浇注位置底部远离浇冒口，补缩通道过长，如果铸件较高或底部有热节，就容易产生缩松。
原理：通过淬水使型壳底部温度迅速降低，对铸件起到底部激冷的作用。
操作：热壳浇注后，型壳立刻淬水，视铸件薄厚在水中停顿1-3秒，深度为易缩松的位置。
案例1圆环产品，材质304不锈钢，浇注温度1640℃
此产品组树后高度方向尺寸较大，见图1和图2，浇注后于圆环浇注位置的下半圆A处容易出现缩松，如图1，经分析认为补缩通道过长导致下半圆凝固时钢水得不到有效补缩，从而产生缩松。
工艺改进为型壳底部淬水，深度如图2所示，效果良好，基本解决下半圆的缩松问题。
图1 圆环剖面图图2 圆环组树淬水示意图
2、喷水激冷
3、局部补砂泥
4、中空型壳
5、加保温棉
6、工艺散热冷铁
7、冷铁、热贴。
熔模铸造常见缺陷及防止方法
型 壳 变 形
型壳变形大多在脱蜡、焙烧或浇注时产生
1涂料的粘度过大，涂层过厚，涂料堆积
2硬化剂浓度低温度低硬化时间太短，硬化不足
3脱蜡水温度低，脱蜡时间过长
4焙烧时型壳受挤压或温度过高
1控制涂料粉液比和粘度
2避免涂料局部堆积
3控制硬化剂浓度，温度和硬化时间
1表面层涂料粘度不要太高，增加涂料流动性2避免蜡模表面及局部涂料堆积，应使涂料分 布均匀
3表面层浸涂料撒砂后，先经一定时间的自然 干燥后，再进行化学硬化
4表面层的化学硬化要充分
型 壳 分 层 和 鼓 胀
1涂料撒砂后，表面有浮砂
2表面层撒砂的粒度过细，砂中粉尘过多或砂 粒受潮含水分过多
3型壳表面层化学硬化后风干时间过短，残留 硬化剂过多
2模料收缩率大或太脆
3压型设计不正确，或起模操作不当
4压型温度过低，使熔模冷却太快
5压注时模料温度偏高
1控制熔模在压型中的冷却时间
2改用收缩率小、韧性好的模料
3改进压型设计，增大圆角或起模斜度，起模 时用力要均匀
4提高压型的工作温度
5降低压注时模料的温度
鼓 包
1模料中搅入了气体
2起模太早，被压缩的气包膨胀
3熔模没有及时冷却，或冷却不充分
4制模室温度过高
1配置模料时应避免裹入过多的气体
2适当延长保压时间
3从压型取出的熔模应及时冷却并控制冷却时 间
4严格控制制模室工作温度
变
形
1起模过早，
2压型设计不良
3熔模存放状态不良，引起变形
4熔模存放温度过高
5熔模存放时间过长
6熔模收缩率偏大
1延长保压时间，或采用校正模
薄壁熔模不锈钢铸件的易发缺陷和措施
薄壁熔模不锈钢铸件的易发缺陷和措施李彦荣朱书新(石家庄艾力格不锈钢制品有限公司，河北石家庄050011)工程技术口青要】分析薄壁件缩孔和缩松的成因，并通过对几种熔模不锈钢铸件的实践工艺改进实倒分析，提出了预防和解决薄壁件缩孔和缩松的措施。
供键翊熔模薄壁不锈钢铸件；缩孔和缩松在熔模不锈钢铸件的各种缺陷中，缩孔(松)占了很大的比例，而在薄壁铸件中缩孔f松)的比例则更大，严重影响了铸件得内部质量，所以对于薄壁铸件来说，缩孔(松)是比较难解决的棘手问题。
1缩孔缩松形成原因合金在液态收缩和凝固时，铸件某部位(通常是最后凝固的热节处)不能及时得到液体金属的补缩，就在该处产生缩孔。
合金液在型壳内凝固时，当合金凝固范围较大就会形成较宽的凝固区域，在凝固区域内是按“体积凝固”方式进行凝固，即在该区域内同时形成晶核并长大，到凝固后期，固相比例大，枝晶生长连成骨架，把未凝固金属液分割成孤立的或近乎孤立的小熔池，这些金属液凝固时就难以得到补缩，从而形成了许多细小分散的小孔，成为缩松。
，2薄壁熔模不锈钢铸件的工艺改进实例我们公司近几年也做了一些薄壁铸件，开始量产时因缩孔(松)的废品率很高，通过rL次试验及工艺改进，已能正常生产。
主要采取的措施有：合理布置浇口，浇冒口保温措施，提高浇注温度，沾水和埋砂等，下面就我们的实际经验结合实例加以说明。
1)见图1，l比{寿件材质为SS304，形状简单，壁厚均匀，但只有2．5m m。
最初浇口设置在A处，湃主舌发现在侧壁与圆弧交界处总出现或多或少的缩孔(松)，并且无法焊补。
分析认为，侧壁交界处为该铸件的热节，此处经钢水冲刷，目散热不良，所以对于薄壁件来说浇口A对此处的补缩距离就显得太远了。
因此，在B和C处增加两个巾10的小浇口，重新布置浇口后，该铸件缩孑L(松)缺陷大大降低了。
2)见图2，此铸件为一个泵壳，材质SS304，四个支腿是由壁厚为5．1—9．9m m的三个面绍成的，壳体和弯脖部分壁厚在5．1m m左右。
如何消除不锈钢熔模铸件的毛刺缺陷
如何消除不锈钢熔模铸件的毛刺缺陷【摘要】对因硅溶胶型壳裂纹而引起的铸件毛刺缺陷进行了分析，找出了影响此类缺陷的主要原因，制定了防范措施，并在实际生产中取得一定效果。
【关键词】硅溶胶型壳；不锈钢精密铸造；毛刺；型壳裂纹我公司主要生产硅溶胶型壳的不锈钢精密铸件，有阀门管件和机械零件等。
铸件的毛刺是生产中时常批量产生的缺陷，必须在后处理工序经过打磨和抛丸等工序才能消除，即造成人物力的浪费，又影响了铸件表面的质量及尺寸精度，给生产和经营带来不利影响。
1.原因分析毛刺缺陷一般发生在铸件的外表面或较大平面上，连续或断续不规则凸起，形成毛刺飞边。
大件比小件发生几率要高。
形成毛刺的原因是由于型壳在浇注前就产生了裂纹，钢水注入后，渗入型壳的裂纹之中，凝固后就形成了毛刺缺陷。
而型壳的裂纹形成的原因有以下三点：１．１在型壳干燥时产生的，由于面层干燥过快，或涂料干燥收缩过大引起的。
１．２脱蜡时蜡模膨胀大于型壳膨胀，而型壳湿强度又较差使型壳开裂。
１．３型壳焙烧工艺不当，产生型壳裂纹。
2.改进措施2.1型壳的干燥2.1.1型壳干燥车间温度、湿度对型壳裂纹的影响制壳工况三要素有温度、湿度和风速。
我公司以3″球阀阀体为例作实验，产品材质为0Cr18Ni9,在风速一定的情况下，对型壳干燥车间的温度和湿度每隔4小时测量一次。
当温度变化超过5℃或湿度变化超过10%时，生产铸件较大部分出现表面毛刺缺陷。
在相同温度和湿度条件下，调整风速。
在对被层调整风速时，铸件表面毛刺影响极小；在对面层调整风速时，吹中强风干燥的型壳，浇注后铸件表面有严重毛刺缺陷，吹微风干燥或无风干燥时，铸件表面无毛刺缺陷。
经过以上统计分析，确定型壳干燥工艺为：（1）面层干燥间温度控制在20-24℃范围内,湿度在60％-70％范围内，无风或微风干燥。
（2）过渡层和背层干燥间温度在22-26℃范围内，湿度在50％-55％。
干燥时要求吹中强风，但不要正对模壳，要尽量使干燥间空气流动。
熔模铸造表面和内部缺陷总结经验
熔模铸造表面和内部缺陷总结经验预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制熔模铸造表面和内部缺陷总结经验A.浇不到(欠铸)：液体金属未充满型腔造成铸件缺肉B冷隔：铸件上有未完全融合的缝隙，其交接边缘圆滑原因分析：1.浇注温度和型壳退度低，流动性差2..金属液含气最大，氧化严重以致流动性下降3.铸件壁厚薄4.浇注系统大小和设置位置不合理，直浇道高度不够5.型壳焙烧不充分或型壳透气性差，在铸型中形成气袋6.浇注速度过慢或浇注时金属液断流7.浇注量不足防止办法：1.适当提高浇注温度和型壳温度2.采用正确的熔炼工艺，减少金属液的含气量和非金属杂质3.对于薄壁件应注意浇注系统设计，减少流动阻力和流程，增加直浇道高度4.焙烧要充分，提高型壳透气性5.适当提高浇注速度，并避免浇注过程断流6.保证必须的浇注量C结疤(夹砂)：铸件表面上有大小不等，形状不规则的疤片状突起物由于型壳内层局部分层剥离，浇注时金属液充填已剥离的型壳部位，致使铸件表面局部突起1.撒砂时浮砂太多或砂拉中粉尘、细砂多，在砂粒之间产生分层2.涂料粘度大，局部堆积，硬化不透，在涂料之间产生分层3.气温高或涂料与撤砂间隔时间长，撤砂时涂料表面已结成硬皮，涂料与砂粒之间产生分层4.第二层或加固层涂料粘度大、流动性差，涂料不能很好渗入前层细砂间隙，在后层涂料与前层砂粒之间产生分层5.型壳前层残留硬化剂过多，后层涂料不能很好渗入前层间隙。
在后层涂料和前层砂粒之间产生分层6.硬化温度大大高出工作室温度，硬化后骤冷收缩造成型壳局部开裂剥离7.易熔模与面层涂料的润湿性差，在型壳层和易熔模之间形成空隙8.型壳焙烧、浇注时膨胀收缩变化大造成内层开裂剥离9.涂料粘度小，料层过薄或撒砂不足，造成型壳硬化过度，开裂剥离10.面层和加固层耐火材料差异太大，膨胀收缩不一致，便面层分层剥离防止办法：1.撒砂砂粒不可过细且要尽里均匀，粉尘要少，湿度不宜过高，撒砂时要抖去浮砂2.严格控制涂料粘度，涂料要涂均匀，力求减少局部堆积，并应合理选择硬化工艺参数3.缩短涂料与撒砂的间隔时闻4.适当减小第二层或加固层涂料的粘度，采用低粘度的过渡层涂料5.干燥时间要控制适当。
熔模铸造常见的缺陷及防止措施
（2）用水玻璃做黏结剂时，型壳残余盐类与金属液产生反应形成麻坑；
（3）金属液脱氧不良或出钢时渣料未扒干净
（1）用硅酸乙酯做黏结剂时，适当增加水的加入量和增大涂料工作室的相对湿度，尽量减少残余不完全水解物；
（1）铸件冷却过程中收缩受阻，产生热应力和相变应力超过在弹性状态下铸件材料的强度而断裂；
（2）在清壳、切割浇冒口或矫正过程中，有残余应力的铸件受到外力作用而断裂
（1）在易产生冷裂部位增设加强肋，提高型壳的可退让性，减少收缩受阻和铸造应力；
（2）在后处理的工序中应避免铸件受剧烈撞击
气孔：铸件上有明显的或暗的内表面光滑孔眼
（1）型壳透气性差，浇注时型腔内气体来不及排出；
（2）型壳焙烧不充分，未充分排除模料残余物及制壳材料中的发气物质；
（3）金属液气体含量过高，脱氧不良；
（4）浇注系统设置不合理，浇注时卷入气体
（1）改善型壳透气性，必要时可增设排气孔；
（2）充分焙烧型壳；
（3）改善脱氧方法；
（4）改进浇注系统
麻点：在铸件表面局部有密集圆点状凹坑
熔模铸造常见的缺陷及防止措施
名称及特征
产生原因
防止措施
欠铸和冷隔：欠铸常在铸件的薄壁或远离内浇道处局部缺肉，其边缘呈圆弧状；冷隔是两股金属液未完全融合，有明显接缝
（1）金属液浇注温度和铸型温度低；
（2）浇注速度慢或浇道设置不合理，金属流程太长；
（3）铸件壁厚太薄，金属液铸型温度；
（1）改进铸件结构，减少热节；
（2）合理设置冒口，或外加能用加工方法去除的补缩肋，增加压力头，使铸件能在一定压力头作用下得到顺序凝固；
熔模铸造的铸件缺陷分析与防止
熔模铸造的铸件缺陷分析与防止熔模铸造的铸件缺陷分析与防止1 铸件尺寸超差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部稳定而造成的，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（压注压力大，熔模线收缩率越小）、保压时间（保压时间越长气收缩越小）、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）制壳材料及制壳工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响铸件尺寸。
二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为防止铸件尺寸超差，应对影响铸件尺寸精度的众多因素都加以重视，严格控制材料质量及加工工艺，以稳定铸件尺寸。
2 铸件表面粗糙1）影响熔模表面粗糙度的因素熔模表面粗糙度与所有压型表面粗糙度、压制方式（糊状模料压制或液态模料压制）和压制工艺参数选择有关。
（1）压型表面粗糙度的影响（2）压制方法的影响（3）压制工艺参数的影响2）影响型壳表面粗糙度的因素（1）涂料不能很好地与熔模润湿（2）面层涂料粉液比嵌、型壳表面不致密在熔模表面粗糙度合格的条件下，型壳表面粗糙度将成为影响铸件粗糙度的重要一环要型壳表面粗糙度嵌，首先应保证面层涂料能很好的润湿熔模，复印熔模；其次，面层要致密，涂层粉液比要足够高（采用双峰级配粉）配粉是按照一定要求配置的粒度分布合理的粉。
该种粉粒度有粗、有细，分布分散，平均粒经适中，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，故型壳温度是予以重视的因素。
熔模铸造表面缺陷标准
熔模铸造表面缺陷标准
熔模铸造表面缺陷标准
一、表面粗糙度
熔模铸造的表面粗糙度应符合产品要求和铸造工艺的规定。
表面粗糙度应通过调整铸造工艺和采取适当的抛光措施来达到规定的要求。
二、表面缺陷类型
熔模铸造的表面缺陷包括但不限于以下类型：气孔、砂眼、缩孔、裂纹、粘砂等。
不同类型的缺陷需要采取不同的处理措施。
三、表面缺陷深度
表面缺陷深度应符合产品要求和铸造工艺的规定。
对于深度超过规定范围的缺陷，应采取措施进行修补或重新制作。
四、表面缺陷密度
表面缺陷密度应符合产品要求和铸造工艺的规定。
对于密度过高的缺陷，应采取措施降低缺陷密度，如调整铸造工艺、改变模具设计等。
五、表面缺陷位置
表面缺陷位置应符合产品要求和铸造工艺的规定。
对于位置不当的缺陷，应采取措施调整缺陷位置，如重新放置铸型、调整浇注系统等。
六、表面缺陷形状
熔模铸造的表面缺陷形状应符合产品要求和铸造工艺的规定。
对于形状不规则的缺陷，应采取措施调整缺陷形状，如使用机械加工方法进行修整。
七、表面缺陷数量
表面缺陷数量应符合产品要求和铸造工艺的规定。
对于数量过多的缺陷，应采取措施减少缺陷数量，如提高模具精度、控制熔炼温度等。
八、表面缺陷颜色
熔模铸造的表面缺陷颜色应符合产品要求和铸造工艺的规定。
对于颜色不正常的缺陷，应采取措施调整缺陷颜色，如调整合金成分、控制熔炼温度等。
304不锈钢熔模铸造中缩孔、缩松的几种防止措施
熔模铸造中缩松的几种特有解决方案
缩松是铸造最常见的缺陷之一，是铸件在冷却过程中热节或远浇口部位得不到有效的补缩而产生的细小分散的孔洞。
熔模铸造因为热壳浇注的特点，在浇注系统设计时大大地限制了冒口、冷铁对于缩松的处理，但是却有一系列独特的解决方案。
1、型壳底部淬水
部位：铸件浇注位置底部。
铸件浇注位置底部远离浇冒口，补缩通道过长，如果铸件较高或底部有热节，就容易产生缩松。
原理：通过淬水使型壳底部温度迅速降低，对铸件起到底部激冷的作用。
操作：热壳浇注后，型壳立刻淬水，视铸件薄厚在水中停顿1-3秒，深度为易缩松的位置。
案例1圆环产品，材质304不锈钢，浇注温度1640℃
此产品组树后高度方向尺寸较大，见图1和图2，浇注后于圆环浇注位置的下半圆A处容易出现缩松，如图1，经分析认为补缩通道过长导致下半圆凝固时钢水得不到有效补缩，从而产生缩松。
工艺改进为型壳底部淬水，深度如图2所示，效果良好，基本解决下半圆的缩松问题。
图1 圆环剖面图图2 圆环组树淬水示意图
2、喷水激冷
3、局部补砂泥
4、中空型壳
5、加保温棉
6、工艺散热冷铁
7、冷铁、热贴。
熔模铸造常见缺陷及防止方法
2合理设计浇冒口，使铸件定向凝固，增大补缩压头
3降低浇注温度
缩松
铸件冷却较慢处产生成片细小分散孔洞
1铸件结构不和理，难以充分补缩
2浇冒口设计不和理，补缩作用欠佳
3浇注温度过低
4铸型的温度低，铸件冷却速度过快
1改进铸件结构，减少热节
2合理设计浇冒口，使铸件定向凝固，增大补缩压头
2未加消泡剂
1用发泡力低的表面润湿剂
2涂料中加入适量的消泡剂
3用毛笔刷涂或用压缩空气喷吹气泡
橘
子
皮
和
皱
疤
1熔模表面局部涂料堆积，涂层过厚。且未经自然干燥。致使涂料在化学硬化时，表层因硅凝胶形成急剧收缩，而涂料内层未经充分硬化，故而在表面形成皱皮
2在面层涂料与熔模表面之间常有盐类和水分浓集，导致硬化不良，脱蜡时型壳内表面松散并出现突起和凹坑，形似橘皮状
1延长保压时间，或采用校正模
2改进压型设计增加起模装置注意起模操作
3熔模存放状态合理或采用存放胎具
4控制熔模存放温度
5合理按排生产，缩短熔模存放时间
6改用收缩率小的模料
芯
蜡
分
离
1模料收缩率较大
2制模时型芯温度和模料温度均偏低
3型面结构有大面积光滑表面
4型芯表面有油污
5熔模存放过程中室温降低
1选用收缩率小的模料
2压制熔模前将型芯加热至30~50℃，或提高模料的压注温度
3起模后立即用手按压有大面积光滑型芯表面的熔模相应部位
4型芯表面不允许有分型剂等油污
5严格控制制模室温度
断
芯
1陶瓷型芯室温强化不良室温强度低脆性大
2模料流动性差
3注蜡口位置设计不当，模料直接冲击型芯薄弱处
熔炼铸造缺陷分析及解决方案
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：⑴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；⑵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；⑵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；⑶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；⑸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(<006%),适量加入稀土合金(01%〜02%)以净化铁液，尽可能降低含硅量和残镁量；⑵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。
扒干净铁液表面的渣子，铁液表面应放覆盖剂(珍珠岩、草木灰等)，防止铁液氧化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制
熔模铸造的工艺流程通常为:压型制造→蜡模压制→蜡模组装→浸涂料→撒砂→硬化及干燥→脱蜡→焙烧→浇注→落砂及清理。
由于其工艺环节较多,过程较复杂,因而最终铸件的品质受诸多因素的影响很大,不易进行控制。
结合不锈钢熔模铸造生产过程中出现的若干缺陷类型,探讨、分析不锈钢熔模铸造过程中品质控制的关键环节。
1、典型缺陷及其成因
（1）表面麻坑
在生产中,有时发现成批铸件表面出现麻坑（见图1-1）。
呈规则的半球形小坑,凹坑直径为013～018mm,深013～015mm,麻坑在铸件局部呈密集状分布。
该缺陷虽不影响铸件使用性能,但无法修整,严重影响了铸件的表面品质,导致铸件成批报废。
对该缺陷进行能谱分析（见图1-2 ），结果表明该缺陷位置存在着微量的Mg、Ca等元素。
图（1-1）铸件表面麻坑缺陷图（1-2）麻坑缺陷位置的能谱分析该表面麻坑缺陷产生的主要原因是面层型壳材料不合格。
在铸造生产中多采用锆砂作为型壳面层耐火材料,其导热性好,蓄热能力大,耐火度高,热震稳定性好。
纯ZrSiO4的耐火度在2000℃以上,但随着杂质含量增加,耐火度相应下降。
当锆砂中含有氧化物杂质时,其分解温度会下降,如含有Ca、Mg氧化物时,分解温度会降至1300℃左右,当含有K、Na氧化物时,其分解温度会降至900℃左右[1,2]。
锆砂是ZrO2・SiO2二元系中唯一的化合物,但其分解时析出的无定形SiO2具有很高的活性,能与金属中的Cr、Ni、Ti、Mn、Al 等合金元素在高温下发生化学反应,致使铸件表面产生麻坑缺陷,恶化铸件的表面品质。
（2）黑点
不锈钢铸件加工或抛光后,在加工表面位置时,会出现分散的规则球状的黑点缺陷（见图1-3）,其缺陷位置的能谱分析（见图1-4）。
可见该黑点缺陷存在O、Si、Mn等元素。
图（1-3）铸件黑点缺陷图（1-4）黑点缺陷位置的能谱分析
该黑点缺陷产生的原因可能是由于钢液中存在有非金属夹杂物(主要是金属元素的氧化物、硫化物和硅酸盐)而导致的。
非金属夹杂物的来源既有外来的,如金属炉料带入的泥沙杂质,从炉衬耐火材料上剥落下来的碎粒以及在浇注过程中型壳被钢液冲刷下来的碎砂等;也有熔体内部产生的,如钢液中的元素被氧化生成的氧化物。
上述非金属夹杂中的硅酸盐类,如FeSiO3、MnSiO3、FeO・Al2O3・SiO2等使钢液中的Si被氧化成SiO2,SiO2与钢液中的MnO、FeO以及Al2O3等化合物反应而生成多组元复合化合物,这类夹杂物的熔点比合金熔体温度低而呈液态存在。
又由于它们有较大的表面张力,并且与钢液之间不相互润湿,因此在钢液中聚成球形,钢液凝固后形成球形夹杂物,在铸件表面形成的是规则的球状黑点缺陷。
（3）凹陷
在生产中有时也发现部分铸件表面有不规则的凹陷（见图1-5）其缺陷位置的能谱分析（见图1-6）。
由（图1-6）可见,缺陷部位存在Zr及微量Ca、Mg。
图（5）铸件凹陷缺陷图（6）凹陷缺陷的能谱分析（4）缩陷
在热节部位表面有时会呈现出不规则的缩陷,（见图1-7）,其缺陷位置的局部放大（见图1-8）,由图1-8可以看出,缩陷缺陷位置附近表面出现较明显的砂粒印迹。
图（1-7）铸造缩陷缺陷图（1-8）图7局部放大
该缺陷产生的主要原因可能是铸件局部散热条件差,或者浇注温度与型壳温度过高且浇注速度过快,导致在铸件热节部位产生缩陷缺陷。
（5）疤痕
在生产中,部分铸件的局部表面也会出现有蜂窝状凹陷,即疤痕（见图1-9），其缺陷位置的能谱分析（见图1-10），由图1-10可见缺陷部位存在C、O及微量Ca、Mg。
该缺陷产生的主要原因可能是型壳中残留过多的皂化物且型壳焙烧不良或者型壳存放时间过长(或湿度大),导致型壳中残留的碳质等物质较多,当钢液进入此类型壳中,将
导致合金熔体表面与型壳发生反应,从而产生表面蜂窝状凹陷的疤痕缺陷。
图（1-9）铸造疤痕缺陷图（1-10）疤痕缺陷位置的能谱分析
（6）岛状凸起(蛤蟆皮)
在生产中有事也发现部分铸件表面有大小不等的鸟状凸起（见图1-11）其缺陷位置的能谱分析（见图1-12），有图1-12可见，缺陷位置存在Cr和C元素的偏聚,以及微量Ca、Mg等元素。
图（1-11）铸件岛状凸起缺陷图（1-12）岛状凸起缺陷位置的能谱分析
该缺陷产生的主要原因是型壳局部硬化、风干不透,水分、盐类富集;或者浇注过程中型壳面层的低熔点夹杂物与金属液发生烧蚀,使Cr 元素被氧化而导致的。
（7）毛刺
部分铸件表面有时会有分散的毛刺缺陷（见图1-13），其缺陷位置的能谱分析（见图1-14）。
可见缺陷部位存在C及微量Ca、Mg的偏聚。
该缺陷产生的主要原因可能是型壳上存在分散性的孔洞(蚁孔)。
产生蚁孔的主要原因有:面层涂料中的粉/液比太低;面层砂的粒度大,而
面层涂料的粘度低;涂料对蜡模的浸润性差或者涂挂面层时操作不当导致的。
图1-13铸件毛刺缺陷图1-14毛刺缺陷位置的普能分析（8）氧化物夹砂
在部分铸件表面局部会粘附金属氧化物,清除后呈斑疤(见图1-15)。
其缺陷主要是由于熔体品质不高,浇注期间存在氧化物夹杂,最终形
成铸件氧化物夹砂缺陷。
(9)铸件多肉
在生产中有时也发现部分铸件表面有突出的金属颗粒(见图1-16),该缺陷有时无法修整,影响了铸件的表面品质。
该缺陷产生的主要原因可能是面层涂料存在问题或者涂挂操作不当而导致的。
面层涂料如果含气量大,或者面层涂料对蜡模的浸润性差,又或者涂挂前两层时没
有及时清除气泡,在焙烧或合金浇注阶段导致型壳产生鼓泡,最终会被金属液填充,从而产生多肉缺陷。
图1-15铸件夹砂缺陷图1-16铸件多肉缺陷
2、铸件的品质控制
从不锈钢熔模铸造铸件的缺陷种类及可能形成原因来看,形成铸件缺陷的影响因素很多,各环节的工艺控制好坏都将影响到最终的铸件品质。
结合上述生产实践中所遇到的铸造缺陷,主要从以下3个方面对铸件品质进行严格控制。
（1）原材料控制
面层材料由于直接与合金熔体接触,对铸件的表面品质有重要的影响。
应选用锆砂中性耐火材料作为面层材料,且锆砂的ZrSiO4的含量要高,并控制K、Na、Ca、Mg等氧化物杂质的含量。
为保证铸件品质的稳定,应固定选择1～2家锆砂供应商,并定期对所供锆砂委托相应研究机构检测,具体要求应按照航空工业部标准HB534921986,坚持按标准验收。
合金原料及辅料的供给需保持相对稳定的渠道;严格控制炉料,入炉前需要对炉料进行必要的清理,不能有锈污,严格按照操作规程进行,避免将外来夹杂引入合金熔体内部。
（2）涂挂、脱蜡控制
①严格涂料浆品质控制和管理定期监测涂料浆中粘结剂提取液的
胶凝时间,坚决废弃已经老化变质的涂料,特别是面层涂料。
②确保型壳导热性、透气性良好保证型壳导热性良好,确保蜡模表层在蜡模整体膨胀前熔化;同时保证型壳面层透气性良好,减轻蜡模整体受热膨
胀对型壳产生的张力,防止型壳开裂。
③提高型壳干燥率型壳越干燥,型壳强度越高,承受脱蜡时蜡模膨胀的能力越强,型壳越不容易开裂。
同时适宜的型壳干燥率也确保型壳中残留水分少,在脱蜡时不会受蒸气高温作用而出现异常沸腾现象,从而避免型壳局部破损开裂。
（3）焙烧、熔炼及浇注控制
①充分焙烧型壳。
②合金熔炼时脱氧、除渣处理应充分,同时保证对熔体表面氧化物等夹渣应及时处理干净。
必要时在浇注完毕的型壳周围人为地造成还原性气氛,如向刚浇注完毕的型壳撒木屑。
同时也要避免加入过量的脱氧剂,以防反而增加钢水中非金属夹杂物的含量。
如不锈钢的脱氧剂多用锰铁和硅铁,其在钢水中反应生成MnO和
SiO2,SiO2熔点较高,在钢水中悬浮很难排除,易与金属反应生成硅酸盐系列的非金属夹杂,是表面黑点缺陷的主要来源之一。
③控制适宜的浇注温度。
为了保证钢液充满型腔,获得良好的铸件表面品质,必须采用足够高的浇注温度。
但是浇注温度过高,容易加剧表面合金元素的氧化,从而产生表面麻点等其他缺陷。
因此,在保证获得轮廓清晰的铸件条件下,应采用较低的浇注温度。
3、注意事项
(1)不锈钢熔模铸造实际生产过程中常见缺陷有麻坑、黑点、凹陷、缩陷、疤痕、岛状突起、毛刺、氧化物夹砂、多肉等。
(2)熔模铸造过程中品质控制,有3个重要的关键环节:原材料控制、涂挂与脱蜡控制、熔炼与浇注控制等。
对这些工艺环节进行有效地控制,将有利于减少缺陷,提高铸件成品率。