铸造缺陷(气孔与缩孔

（3）、疏松：又称为 显微缩松，是铸件凝固缓 慢的区域因微观补缩通道 堵塞而在枝晶间及枝晶的 晶壁之间形成细小孔洞， 疏松的宏观断口形貌与缩 松类似，微观形貌为分布 在晶界和晶壁间，伴有粗 大树枝晶的显微孔穴，缩 孔、缩松、疏松的形成与 合金的凝固特性关系密 切，凝固温度间隔窄的合 金具有逐曾凝固的特性， 在顺序凝固条件下易形成 集中缩孔，补缩容易，凝 固温度间隔宽的合金具有 体积凝固特性，补缩困 难，易形成缩松和疏松。
1、改进铸型工艺设计，合理设置 浇冒口系统、冷铁和补贴，保证 铸件在凝固过程中获得有效补缩 2、改用补缩效率高的保温冒口、 发热冒口、压力冒口及电热冒口 3、改进铸件结构设计，减小铸件 壁厚差，使铸件厚壁与薄壁部位 平滑过渡，尽量避免形成孤立热 节，在铸件的孤立热节等冒口补 缩距离达不到的部位，采用内外 冷铁以加快该部位的凝固速度 4、对重要铸件，可在计算机数值 模拟基础上进行计算机辅助设 计，优化铸件结构和铸造工艺 5、加强合金精练，净化金属液， 减少合金中溶解气体和低熔点杂 质的含量，以利于凝固补缩 6、采用悬浮浇注技术，在浇注过 程中往金属液中随流加入晶粒细 化剂或微冷铁，加快合金凝固速 度并细化晶粒 7、提高铸型刚度和强度，防止型 壁位移和拍型 8、调整合金成分，进行良好的变 质或孕育处理，缩小合金的凝固 温度间隔，提高其铸造性能，以 利于型内金属液向内浇道和冒口 方向顺序凝固，提高浇冒口系统 的补缩效果 9、凝固温度间隔宽的合金铸件， 例如球墨铸件，宜采用均衡凝固 工艺，充分利用凝固时的石墨化 膨胀补偿铸铁的液态收缩和凝固 收缩
铸造缺陷
2006年9月12日
名称与简图
定义与特征
检验与鉴别
形成原因 1、由于炉料潮湿、锈蚀 、油污、气候的潮湿，熔 练工具和浇包未烘干，金 属液成分不当，合金液为 精炼与精炼不足，使金属 液中含有大量气体或气体 物质，导致在铸件中析出 气孔或反应气孔。 2、型、芯未充分烘干， 透气性差,通气不良,含水 分和发气物质过多,涂料 未烘干或含发气成分过 多,冷铁、芯撑有锈斑、 油污或未烘干，金属型排 气不良，在铸件中形成侵 入气孔。 3、浇注系统不合理，浇 注和充型速度过快，金属 型排气不良，使金属液在 浇注和充型过程中产生紊 流、涡流或断流而卷入气 体，在铸件中形成卷入气 孔。 4、合金液易吸气，在熔 炼和浇注过程中未采取有 效的精练保护和净化措 施，使金属液中含有大量 夹渣、气体和产气成分， 在充型和凝固过程中形成 析出气孔和反应气孔。 5 、型砂、芯砂和涂料成 分不当，与金属液发生界 面反应，形成表面针孔与 皮下气孔
10、降低球墨铸铁的硫、磷含量 和残留镁量，用稀土镁合金处理 时，应适当提高碳、硅含量 11、降低浇注温度和浇注速度， 延长浇注时间 12、点冒口，在浇注后一段时间 内，想明冒口内补注高温金属 液，以提高冒口内补缩金属液 量，延长冒口内补缩金属液量保 持高温的时间，提高冒口的补缩 效率 13、捣冒口，用棒搅动明冒口内 的金属液，阻止其表面过早凝 壳，以提高明冒口的补缩效率 14、鉴于合金的缩松倾向具有遗 传性，在选择合金的成分和熔炼 工艺时，除了要注意加强精练和 变质处理，降低合金中低熔点杂 质元素的含量外，还应注意对金 属炉料的选择，例如，在生产易 产生缩松的厚截面球墨铸铁件 时，应选择本身没有缩松的优质 生铁作为金属炉料，并应控制回 炉料和废铸铁的用量
1、气孔超出验收标 准时应报废 2、单独的大气孔可 进行焊补 3、成群分散的小气 孔可采取侵渗处理 方法进行填补，质 量要求高的铸件可 采用热等静压处理 法消除气孔
（1）卷入气孔：金属液在 充型过程中因卷入气体而 在铸件内形成气孔，多呈 孤立存在的圆形或椭圆形 大气孔，位置不固定，一 般偏铸件中上部 （2）侵入气孔：由型、芯 、涂料、芯撑、冷铁产生 的气孔侵入铸件表层而形 成气孔，多呈梨形或椭圆 形，尺寸较大，孔壁光 滑，表面多呈氧化色 （3）反应气孔：由金属液 内部某些成分之间或金属 液与型、芯在界面上发生 化学反应而形成群分布的 气孔。位于铸件表层的针 头形或腰圆形反应气孔称 为表面针空与皮下气孔， 由金属液与型、芯涂料发 生界面反应所至；分散或 成群分布在铸件整个断面 上或某个局部区域的针头 反应气孔通常称为针孔， 由金属液内某些成分之间 发生化学反应所引起，位 于铸件上部的反应气孔常 拌有夹渣 （4）析出气孔：溶解在金 属液中的气体在铸件成型 过程中析出而形成的气孔 呈细圆形、椭圆形或针头 形，成群分布在铸件整个 断面上或某个局部区域 内，空壁光亮，铝合金铸 件析出的气孔通常称为针 孔，在热节与厚截面处较 严重
铸件内部的缩孔、缩松 和疏松，一般采用染色 探伤或射线探伤法进行 检验，敞露在铸件表面 的缩孔用肉眼即可确 定，表面有缩陷、胀型 、缩沉等缺陷的铸件， 内部往往有缩孔、缩松 和疏松缺陷，主要Βιβλιοθήκη Baidu据 缺陷的形状、发生部位 、分布特点和断口形 貌，区分缩孔、缩松和 疏松，以及它们与气孔 的差别，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，气孔形状规则多呈 圆形、椭圆形、腰圆形 、梨形和针头形，表面 光滑，分布在铸件表层 或遍布整个铸件或某个 局部，断口不呈海绵 状；缩松和疏松形成原 因和断口相貌相同，二 者之间只是程度差别， 无严格分界，并往往互 相拌生，一般不予以区 分可借助金相显微镜观 察显微孔穴是否分布在 晶界和树枝晶臂之间
1、焊补，挖去缺陷 区金属用与机体金 属相同或相容的焊 条焊补缺陷区域， 焊后修平进行焊后 热处理 2、对承受液体或气 体压力的铸件，可 进行局部或整体的 侵渗处理提高铸件 的密封性能 3、重要的零件可进 行热等静压处理， 消除铸件内的缩孔 和缩松 4、缩孔、所松、疏 松超过验收条件无 法补救时，或导致 铸件在凝固、冷却 或热处理过程中开 裂时要予以报废
铸件内部的气孔采用超 声波检验与射线检验， 铸件表层的气孔采用渗 透液或磁粉检验各类气 孔的鉴别，除应根据它 的形状、大小与分布特 征外，有时还须根据他 们的形成原因，辅以测 定合金的化学成分及溶 解在金属液内的各种气 体和杂质的含量，型、 芯、涂料的成分、水分 和发气性，以及检查和 分析铸型的浇注系统与 排气条件，方能确定， 必要时，还应进行金相 、扫描电镜和透射电镜 检验，以及X射线分析 等，才能准确鉴定气孔 的类别和成因
1、合金的液态收缩和凝 固收缩大于固态收缩，凝 固时间过长 2、浇注温度不当，过高 易产生缩孔，过低易产生 缩松和疏松 3、合金凝固温度间隔过 宽，糊状凝固倾向强，使 低熔点成分最后凝固时得 不到有效补缩，易形成缩 松和疏松 4、合金中杂质和溶解的 气体过多，在合金凝固过 程中杂质和析出的气体被 推向结晶前沿阻塞补缩通 道，使缩松和疏松加重 5、合金中缺少晶粒细化 元素，凝固组织晶粒粗 大，易阻塞补缩通道，形 成缩松和疏松 6、浇注系统、冒口、冷 铁、补贴等设置不当，使 铸件在凝固时得不到有效 补缩 7、铸件结构不合理，壁 厚变化突然，孤立的热节 得不到补缩
1、非铁合金熔炼时，炉料、溶剂 、工具和浇包要充分预热和烘 干，去锈去油污，多次重熔炉料 的加入量要适当限制 2、防止金属液在熔炼过程中过度 氧化和吸气，加以脱氧、除气和 除渣，在浇包内的金属熔池表面 加覆盖溶剂，防止金属二次氧化 、吸气和有害杂质返回熔池。用 铝对铸钢、铸铁脱氧时，应严格 控制残留含铝量，吸气倾向严重 的钢液，应尽量避免用铝脱氧， 可采用AVD、VOD、多孔塞吹惰性 气体、喷粉法等对钢液进行炉外 精练，脱除钢液中的气体与有害 杂质；对球墨铸铁，应加强脱 硫，降低原汤的含流量，在保证 球化的前提下，尽量减少球化剂 的加入量，降低铸铁的残留含镁 量并加孕育剂处理；熔炼易氧化 吸气的非铁合金时，采用真空熔 炼、吹惰性气体或高效精炼剂等 加强对合金液的净化处理 3、浇注时金属液不得断流，冲型 速度不易过高，铸件浇注位置和 浇注系统的设置应保证金属液平 稳的充满型腔，并利于型腔内的 气体能畅通的排出，易氧化和吸 气的合金，可采用真空浇注或在 控制气氛下浇注
8、冒口数量、尺寸、形 状、设置部位以及冒口与 铸件连接不合理，补缩效 果差 9、内浇道尺寸或位置不 当，使铸件不能顺序凝固 或在铸件中形成局部热节 10、合金中易形成低熔点 粗的杂质元素含量过多， 使凝固温度间隔增大，例 如铸铁中硫、磷含量过多 时会在凝固后期形成低熔 点共晶，使铸件产生疏松 11、砂箱、芯骨刚度差， 型、芯紧实度和强度低而 不均，使铸件同时产生胀 型、缩沉和缩孔（缩松） 缺陷，对凝固过程中会产 生石墨化膨胀压力的球墨 铸铁件，情况更加严重 12、最新的研究表明：合 金的缩松倾向具有遗传 性，例如在化学成分相同 的条件下，用缩松严重的 生铁熔炼的铸铁液浇注的 铸件缩松缺陷严重
（1）、缩孔：铸件在凝 固过程中因补缩不良而在 热节或最后凝固部位形成 的宏观孔洞，缩孔形状不 规则，孔壁粗糙，常伴有 粗大树枝品、夹杂物、气 孔、裂纹、偏析等缺陷， 缩孔上方或附近的铸件表 面有时会出现凹陷，缩孔 2、缩孔、缩松 按分布特征可分为集中缩 、疏松（显微缩 孔和分散缩孔两类。 松） （2）、缩松：缩松是细 小的分散缩孔。缩孔的宏 观断口形貌呈海绵状，有 时要借助放大镜才能发 现，有缩松的铸件密封性 能较差，进行液压或气压 试验时易渗漏，缩松严重 的铸件在凝固冷却或热处 理过程中容易产生裂纹
防止方法
补救措施
气孔是出现在铸件内和 或表层，截面呈圆形、椭 圆形、腰圆形、梨形与针 头状，孤立存在或成群分 布的孔洞，大气孔常孤立 存在，小气孔常成群或分 散分布，暴露在铸件表面 的气孔称为表面气孔；位 于铸件表皮下的腰圆形分 散的气孔称为皮下气孔； 分散分布在铸件内部、状 如针头的气孔称为针孔； 1、气孔、针孔 成群分布在铸件表层、状 如针头的气孔称为表面针 孔、气孔壁一般较光滑， 气孔常与夹渣与缩孔并 存，气孔按形成原因分 为：卷入气孔、侵入气孔 、反映气孔和析出气孔。 （1）卷入气孔 （2）侵入气孔 （3）反应气孔 （4）析出气孔
4、型腔铸造时，应保证型和芯内 应开排气通道，合型时要填补芯 头间隙，以免钻入金属液阻塞通 气道；型腔最高处及易窝气的部 位应设置出气冒口；大平面铸件 可倾斜浇注，并在型腔最高处设 置出气冒口，芯撑和冷铁应干燥 、无锈、无油污；砂型要扎足够 多的出气孔；型腔中不得混入铁 豆、煤粒、粘土等杂物，并控制 水分及碳质材料的含量，减少粘 土的含量，提高型腔的透气性； 涂料要烘干并不含易发气的物质 5、金属型铸造和压力铸造时， 适当提高浇注温度和铸型温度， 在铸型内合理设施排气塞和溢流 槽，必要时可采用真空吸铸、真 空压铸、吹氧压铸和在惰性气体 保护下浇注等方法防止铸件产生 气孔。 6、熔模铸造、消失模铸造、壳型 铸造等可与真空吸铸相结合，以 防止铸件产生侵入气孔和卷入气 孔。 7、修改浇注系统设计，保证金属 液连续平稳地充型。 8、降低树脂砂的树脂和固化剂加 入量，采用低氟或无氟树脂及粒 型圆整、粒度适中，灼减量和微 粉含量低的原砂和再生砂，以降 低树脂砂的发气量，提高树脂砂 的透气性。
6、浇注温度过低，金属 型温度过低，金属液除渣 不良，粘度过高，使在浇 注和充型过程中卷入的气 体及由金属液中析出的气 体来不及排出铸型或上浮 到冒口或出气口中去 7、在气候潮湿季节熔炼 易吸气的合金时，合金液 大量吸气，造成铸件成批 报废。 8、树脂砂的树脂和固化 剂加入量过多，树脂含氟 量过高，原砂和再生砂的 角形系数过高、粒度过 细，灼减量和微粉含量过 高，使型砂的发气量过 高，透气性过低