砂型鑄造缺陷分析

642093071 · 發表于 2022-4-2 09:27:10

本帖最后由 642093071 于 2022-4-2 17:13 編輯

1缺陷描述
1.1按缺陷的特征分類
GB/T5611-1998《鑄造術語》中將鑄造缺陷分為八大類102小類
1.1.1多肉類缺陷 8小類
1.1.2孔洞類缺陷 10小類
1.1.3裂紋及冷隔類缺陷 9小類
1.1.4表面類缺陷 14小類
1.1.5殘缺類缺陷 22小類
1.1.6形狀及重量差錯類缺陷 22小類
1.1.7夾雜物類缺陷 13小類
1.1.8成分組織及性能不合格類缺陷 26小類
讀了這個標準小類種有包含關系，如第9小類“氣孔”，第11類“針孔”為析出性氣孔，好像應為父子關系；分類交叉如“熱裂”“冷裂”從溫度特征看的，“縮裂”是從尺寸變化的角度看，對專業人士從不同的看問題可能更清晰，但對初學者來說這水既深且渾。再看GB/T5611-2013新版本還是沒能明晰。
1.2.按工序分類

1）造型：造型操作疏忽造成的鑄件缺陷。如合型時忘記吹凈型腔，導致砂眼缺陷等。

2）澆鑄：澆注操作失誤造成的缺陷。如澆包中金屬液量不夠而造成未澆滿等。

3）配料：金屬爐料配比不當或原材料使用失誤造成的化學成分不合格。

4）清理：毛坯在清理過程中產生機械損傷。

5）型芯：制芯不當出現型芯尺寸不合格導致鑄件尺寸不合格缺陷。

6）混砂：型砂、芯砂混制不當而使鑄件產生的缺陷。如型砂配方不合適導致鑄件表面粗糙缺陷等。

大俠們有沒“鑄造缺陷”“工序分類”做的兩維表格，按行列編號讀取子類項，按編號對缺陷的現象、形成原因進行說明，配以典型圖片，讓初學者也能看明白。

2原因分析

看原因分析多是定性的，定量的不多。如對澆鑄系統的要求有資料講到：

足夠的澆鑄速度，滿足一定時間內充滿型腔；流動平穩，防止沖砂，防止旋渦；

內澆道的位置和數量符合鑄件所需凝固或補縮原則；

造型簡單，消耗金屬少。

以上都是定性“足夠的澆鑄速度，滿足一定時間內充滿型腔”是說充填速度不能小，“流動平穩，防止沖砂，防止旋渦”是說充填速度不能太快，還要注意方向。定量如何選取呢？

查看《鑄造工程師手冊》中講到計算流道最小面積的Osann公式,其中流量系數 u取值范圍寬，影響因素多，看了還是不知怎樣選取。

有文章《灰鑄鐵件澆鑄系統最小截面積計算公式研究》中也說到這個問題，看了文章中給出的新經驗公式，并沒有使渾水變清，還是不明白。

遠祥 · 發表于 2022-4-5 12:20:45

學習了

642093071 · 發表于 2022-4-6 07:22:24

本帖最后由 642093071 于 2022-4-6 07:26 編輯

多肉類缺陷 8小類
1飛翅（飛邊）：垂直于鑄件表面上厚薄不均勻的薄片狀金屬凸起物，常出現在鑄件分型面和芯頭部位.
2毛刺：鑄件表面上刺狀金屬凸起物。常出現在型和芯的裂縫處，形狀極不規則。呈網狀或脈狀分布的毛刺稱脈紋。
3外滲物（外滲豆）：鑄件表面滲出的金屬物。多呈豆粒狀，一般出現在鑄件的自由表面上，例如明澆鑄件的上表面、離心澆注鑄件的內表面等。其化學成分與鑄件金屬往往有差異.
4粘模多肉：因砂型（芯）起模時部分砂塊粘附在模樣或芯盒上所引起的鑄件相應部位多肉。
5沖砂：砂型或砂芯表面局部型砂被金屬液沖刷掉，在鑄件表面的相應部位上形成的粗糙、不規則的金屬瘤狀物。常位于澆口附近，被沖刷掉的型砂，往往在鑄件的其它部位形成砂眼。
6掉砂：砂型或砂芯的局部砂塊在外力作用下掉落，使鑄件表面相應部位形成的塊狀金屬凸起物。其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位則往往出現砂眼或殘缺。
7脹砂：鑄件內外表面局部脹大，重量增加的現象。由型壁退移引起。
8抬型（抬箱）：由于金屬液的浮力使上型或砂芯局部或全部抬起、使鑄件高度增加的現象。
理解這8小類多肉缺陷，要對砂型鑄造模具有所了解，從澆鑄的過程去看是從易到難排列的。“城外的想涌進去，城內的想逃出來”，可以想象澆鑄進模具的鋼水是想逃出來，最容易逃的部位就是模具最薄弱的部位，分型面的棱線、型和芯的結合縫首當其沖，就形成了飛邊毛刺。外滲豆是在鑄件自由表面，如果它會跳高的話，是可以逃出去的。粘模、沖砂、掉砂，在模具上形成了局部缺砂，當然會被想逃出去的金屬液占據，形成多肉。最后涌入的料也想逃出去，對面進行沖擊使其變形、位移就是脹砂和抬型。簡單說就是：飛邊毛刺外滲豆，粘模沖掉砂，脹砂抬型？
那耀眼的熱流充滿了能量，進入了圍城，少則論秒，多則論分，外形就固定下來了。

642093071 · 發表于 2022-4-11 11:04:13

孔洞類缺陷 10小類

9	氣孔	鑄件內由氣體形成的孔洞類缺陷。其表面一般比較光滑，主要呈梨形、園形和橢圓形。一般不在鑄件表面露出，大孔常孤立存在，小孔則成群出現
10	氣縮孔	分散性氣孔與縮孔和縮松合并而成的孔洞類鑄造缺陷
11	針孔	一般為針頭大小分布在鑄件截面上的析出性氣孔。鋁合金鑄件中常出現這類氣孔，對鑄件性能危害很大
12	表面針孔	成群分布在鑄件表層的分散性氣孔。其特征和形成原因與皮下氣孔相同，通常暴露在鑄件表面，機械加工1～2mm后即可去掉
13	皮下氣孔	位于鑄件表皮下的分散性氣孔。為金屬液與砂型之間發生化學反應產生的反應性氣孔。形狀有針狀、蝌蚪狀、球狀、梨狀等。大小不一，深度不等。通常在機械加工或熱處理后才能出現
14	嗆火	澆注過程中產生的大量氣體不能順利排出，在金屬液內發生沸騰，導致在鑄件內產生大量氣孔，甚至出現鑄件不完整的缺陷

15	縮孔	鑄件在凝固過程中，由于補縮不良而產生的孔洞。形狀極不規則、孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現在鑄件最后凝固的部位
16	縮松	鑄件斷面上出現的分散而細小的縮孔。借助高倍放大鏡才能發現的縮松稱為顯微縮松。鑄件有縮松缺陷的部位，在氣密性試驗時可能滲漏
17	疏松（顯微縮松）	鑄件緩慢凝固區出現的很細小的孔洞。分布在枝晶內和枝晶間。是彌散性氣孔、顯微縮松、組織粗大的混合缺陷，使鑄件致密性降低，易造成滲漏
18	滲漏	鑄件在氣密性試驗時或使用過程中發生的漏氣、滲水或滲油現象。多由于鑄件有縮松、疏松、組織粗大、毛細裂紋、氣孔或夾雜物等缺陷引起

各種氣孔是鑄造常見缺陷，從熔煉就開始除氣，澆注系統也是想方設法排氣，但氣孔往往還是不能避免。有一鑄造廠做大直徑支承輪，說能保證加工面0焊補，是多年來摸索出來的工藝，確實不容易。氣孔氣縮孔針形表皮孔，嗆火氣沸騰。這六種種都是凝固過程中氣體沒能及時排出所致。

縮孔縮疏松，收縮沒補充。是凝固過程中體積收縮，液體沒能補充進來。滲漏，不僅僅是孔洞類缺陷，其它缺陷也可能造成泄漏。

補充內容 (2022-4-21 07:17):
氣孔氣縮孔，針形表皮孔，嗆火氣沸騰；縮孔縮疏松，收縮沒補充；檢驗有滲漏，原因多樣性。

642093071 · 發表于 2022-4-20 19:54:33

（3）裂紋及冷隔類缺陷	19	冷裂	鑄件凝固后在較低溫度下形成的裂紋。裂口常穿過晶粒延伸到整個斷面
	20	熱裂	鑄件在凝固后期或凝固后在較高溫度下形成的裂紋。其斷面嚴重氧化，無金屬光澤，裂口沿晶粒邊界產生和發展，外形曲折而不規則
	21	縮裂（收縮裂紋）	由于鑄件補縮不當、收縮受阻或收縮不均勻而造成的裂紋。可能出現在剛凝固之后或在更低的溫度
	22	熱處理裂紋	鑄件在熱處理過程中產生的穿透或不穿透的裂紋。其斷面有氧化現象
	23	網狀裂紋（龜裂）	金屬型和壓鑄型因受交變熱機械作用發生熱疲勞，在型腔表面形成的微細龜殼狀裂紋。鑄型龜裂在鑄件表面形成龜紋缺陷
	24	白點（發裂）	鋼中主要因氫的析出而引起的缺陷。在縱向斷面上，它呈現近似圓形或橢圓形的銀白色斑點，故稱白點；在橫斷面宏觀磨片上，腐蝕后則呈現為毛細裂紋，故又稱發裂
	25	冷隔	在鑄件上穿透或不穿透，邊緣呈圓角狀的縫隙。多出現在遠離澆口的寬大上表面或薄壁處、金屬流匯合處以及冷鐵、芯撐等激冷部位
	26	澆注斷流	鑄件表面某一高度可見的接縫。接縫的某些部分熔合不好或分開。由澆注中斷而引起
	27	重皮	充型過程中因金屬液飛濺或液面波動，型腔表面已凝固金屬不能與后續金屬熔合所造成的鑄件表皮折疊缺陷

冷裂熱裂收縮裂這3種都是收縮造成的裂紋；處理白點模龜裂熱處理和模具等形成的裂紋；冷隔斷流波重皮主要是從液流充填過程形成的兩層沒有冶金融合。這9小類也是從不同的角度看的。冷裂熱裂收縮裂；處理白點模龜裂；冷隔斷流波重皮。

補充內容 (2022-4-21 07:22):
冷裂熱裂收縮裂；處理白點型龜裂；冷隔斷流表皮重。

hehongbo · 發表于 2023-9-12 13:51:47

學習了

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