鑄造缺陷的分析

任何的鑄件內部都是會有缺陷的，這些缺陷的存在給鑄件的內在質量帶來很大的隱患，在生產過程中為消除這些缺陷進行的焊補也會給生產流程帶來很大的負擔。尤其是閥門作為承受壓力、溫度的薄殼鑄件，其內部的組織致密性非常重要。因此，鑄件的內部缺陷成為影響鑄件質量的決定因素。

閥門鑄件的內部缺陷主要有氣孔、夾渣、縮松和裂紋等。

（1）氣孔：氣孔由氣體產生，孔洞表面光滑，產生在鑄件內部或近表面，形狀多呈圓形或長圓形。

生成氣孔的氣體主要來源有：

     ①金屬中溶解的氮、氫在鑄件凝固的過程中被包容于金屬之中，形成封閉的圓形或橢圓形內壁有金屬光澤的氣孔。

     ②造型材料中的水分或揮發物質都會因受熱而變成氣體，形成內壁為暗褐色的氣孔。

     ③金屬在澆注過程中，由于流動不穩定，將空氣卷入而生成氣孔。

氣孔缺陷的防止方法：

    ①在冶煉方面應盡量少用或不用銹蝕的金屬原料，工具和鋼水包要烘烤干燥。

     ②鋼水澆注要高溫出爐、低溫澆注，鋼水要適當鎮靜以利于氣體的上浮。

     ③澆冒口的工藝設計要增大鋼水的壓頭，避免氣體卷入，并設置人工氣路，合理排氣。

     ④造型材料要控制含水量、發氣量，增加透氣性，砂型和砂芯要盡量烘烤干燥。

（2）縮孔（松）：它是產生在鑄件內部的（尤其是在熱節部位）呈連貫或不連貫的圓形或不規則的空洞（腔），內表面粗糙，顏色較暗，金屬晶粒粗大，多呈樹枝狀結晶，聚集在一處或多處，水壓試驗時容易發生滲漏。

產生縮孔（松）的原因：金屬由液態凝固為固態時發生體積收縮，此時如得不到足夠的鋼水補充，則必然產生縮孔。鑄鋼件的縮孔基本是由于對順序凝固過程控制不當而造成的，原因可能有冒口設置不正確、鋼水澆注溫度過高，金屬收縮量大等。

防止縮孔（松）產生的方法：①科學的設計鑄件的澆注系統，使鋼水實現順序凝固，先凝固的部位應有鋼水補充。②正確、合理的設置冒口、補貼、內外冷鐵，確保順序凝固。③在鋼水澆注時，最后從冒口處頂注補澆有利于保證鋼水溫度和補縮，減少縮孔的產生。④在澆注速度方面，低速澆注比高速澆注有利于順序凝固。⑸在澆注溫度方面不宜過高，鋼水高溫出爐，經鎮靜后澆注，有利于減少縮孔。

（3）夾砂（渣）：夾砂（渣）俗稱砂眼，是在鑄件的內部出現不連貫的圓形的或不規則的孔洞，孔內夾雜著型砂或鋼渣，尺寸大小沒有規律，聚集在一處或多處，往往在上型的部分較多。

     產生夾砂（渣）的原因：夾渣是由于鋼水在冶煉或澆注過程中，離散的鋼渣隨著鋼水進入鑄件形成的。夾砂是由于造型時型腔的緊實度不夠，當鋼水澆入型腔時，型砂被鋼水沖起進入鑄件內部造成的。另外修型、合箱時操作不當，有掉砂現象也是造成夾砂的原因。

     防止夾砂（渣）產生的方法：①鋼水冶煉時要盡量排氣排渣徹底，鋼水出爐后在鋼水包里鎮靜一下，有利于鋼渣的上浮。②鋼水的澆注包盡量不用翻包，而用茶壺包或底注包，以免鋼水上部的渣子順著鋼水進入鑄件型腔。③在鋼水澆注時要采取蓖渣措施，盡量減少鋼渣隨鋼水進入型腔。④為了減少夾砂的可能，在造型時要保證砂型的緊實度，修型時注意不要掉砂，合箱前要將型腔吹干凈。

    （4）裂紋：鑄件的裂紋大多為熱裂紋，其形狀不規則，有穿透或不穿透、連續或斷續，裂紋處的金屬呈暗色或有表面氧化。

      產生裂紋的原因：有兩個方面，即高溫應力與液膜變形。

      高溫應力是鋼水在高溫下收縮變形受阻而形成的應力，當該應力超過了金屬在該溫度下的強度或塑性變形極限時便產生了裂紋。液膜變形是鋼水在凝固結晶過程中晶粒之間產生液膜，隨著凝固結晶的進行，液膜發生變形，變形量和變形速度超過一定極限時，便產生了裂紋。熱裂紋產生的溫度范圍約在1200～1450℃左右。

      產生裂紋的影響因素：

      ①鋼中S、P元素是產生裂紋的有害因素，他們和鐵的共晶物降低了鑄鋼在高溫的強度和塑性，導致裂紋產生。

      ②鋼中的夾渣和偏析增加了應力集中，因而增加了熱裂傾向。

      ③鋼種的線收縮系數越大，熱裂的傾向越大。

      ④鋼種的導熱系數越大，表面張力越大，高溫機械性能好，熱裂的傾向越小。

      ⑤鑄件的結構設計工藝性不好，如圓角太小、壁厚懸殊太大、應力集中嚴重，都會產生裂紋。

      ⑥砂型的緊實度太高，型芯的退讓性不良阻礙鑄件收縮會增加裂紋傾向。

      ⑦其它如澆冒口排列不當、鑄件冷卻速度太快、切割澆冒口及熱處理造成過大應力等也都會影響裂紋的產生。