砂型铸造常见问题分析

砂型铸造常见问题分析

铸件生产工序多，很容易使铸件产生各种缺陷。部分有缺陷的产品经修补后仍可使用，严重的缺陷则使铸件成为废品。为保证铸件的质量应首先正确判断铸件的缺陷类别，并进行分析，找出原因，以采取改进措施。砂型铸造的铸件常见的缺陷有：气孔、冷隔、浇不足、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。

1. 气孔

气孔是气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。

防止气孔产生的有效方法是：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。

2. 砂眼

砂眼是在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。主要由于型砂或芯砂强度低；型腔内散砂未吹尽；铸型被破坏；铸件结构不合理等原因产生的。

防止砂眼的方法是：提高型砂强度；合理设计铸件结构；增加砂型紧实度。

3. 粘砂

铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏，泵或发动机等机器零件中若有粘砂，则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动，并会玷污和磨损整个机器。

防止粘砂的方法是：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。

4. 夹砂

夹砂是在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其他部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。

防止夹砂的方法是：避免大的平面结构。

5. 胀砂

胀砂是浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。

为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力。

6. 冷隔和浇不足

液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。

冷隔

防止浇不足和冷隔的方法是：提高浇注温度与浇注速度；合理设计壁厚。

2.4.2 铸件缺陷鉴别

1. 缩孔与气孔的鉴别

缩孔和气孔是铸件中最常见的孔眼类缺陷。缩孔是铸件在凝固过程中，由于补缩不良而产生的。气孔是由于铸型(芯)的透气性不足，浇注时产生的大量气体，不能及时排出所致。

1) 缩孔的鉴别

铸件中缩孔的特征是孔壁粗糙，形状极不规则，常出现在铸件最后凝固的厚大部位或铸壁的交接处。鉴别缩孔的主要方法如下：

缩孔

(1) 观察铸件缺陷的表面形状，如表面高低不平，非常粗糙，而且是暗灰色的、形状不规则的孔眼，即为缩孔。

(2) 孔眼的位置若在铸件最后凝固的肥厚处，或在两壁相交的热节处，而且位于其断面的中部或中上部位，则为缩孔。

(3) 一般铸钢件厚大断面上较集中的孔眼缺陷为缩孔或气缩孔。

2) 气孔的鉴别

铸件中的气孔与缩孔有较大的区别，其特征如下。

(1) 孔壁光滑，内表面呈亮白色或带有轻微氧化色为气孔。

(2) 气孔呈圆形、长条形或不规则形状。

(3) 气孔的尺寸变化很大，大至几厘米，小至几分之一毫米。

(4) 气孔常以单个、数个或呈蜂窝状存在于铸件表面或靠近砂芯、冷铁、芯撑或浇、冒口附近的地方，有时也布满整个截面。

2. 错型、错芯及偏芯的鉴别

1) 错型的鉴别

错型是铸件的一部分与另一部分在分型面处相互错开的缺陷，一般是由于合型定位不准所造成的。

错型

如果铸型中有砂芯，而砂芯又是安放在下型，这种缺陷是错型而不是偏芯。

2) 错芯的鉴别

错芯是砂芯在分芯面处相互错开，使铸件的内腔产生变形。它是错芯不是错型，故铸件外表面形状正确。

错芯

3) 偏芯的鉴别

偏芯是由于砂芯的位置发生了不应有的变化，而引起的铸件形状及尺寸与图样不符。

偏芯

3. 浇不到与未浇满的鉴别

1) 浇不到缺陷的鉴别

浇不到缺陷是指铸件上有残缺，轮廓形状不完整，或轮廓完整，但它的边角呈圆形，色泽光亮。铸件上的浇不到缺陷，常出现在远离浇口的部位及薄壁处，而浇注系统中是充满金属液的。它不是浇注时金属液不够，而是因为金属液的流动性太差或流动阻力太大所造成。

2) 未浇满缺陷的鉴别

未浇满是在铸件浇注位置的上部产生缺肉，缺肉处的铸件边角略呈圆形。未浇满与浇不到是不同的，未浇满是由于进入型腔的金属液不足而产生的，如浇包中的金属液不够或浇注中断等。

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