熔模鑄造工藝知識(shí)培訓(xùn)

1、熔模鑄造工藝知識(shí),培訓(xùn)材料,目 錄,1、熔模鑄造發(fā)展歷史2、熔模鑄造工藝流程3、熔模鑄造工藝特點(diǎn)4、熔模鑄造工藝優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)5、熔模鑄造工藝應(yīng)用范圍6、熔模鑄造典型零件介紹,7、熔模鑄造工藝發(fā)展趨勢(shì)8、精鑄公司產(chǎn)品介紹9、產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)主要做法10、產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)案例介紹11、鑄件常見(jiàn)缺陷分析,一、熔模鑄造發(fā)展歷史,熔模鑄造又稱為失蠟鑄造，熔模鑄造的歷史可以追溯到4000年以前，最早起源于埃及、中國(guó)和印度，在我國(guó)的出

2、土文物中發(fā)現(xiàn)在公元前2500年以前，我們的祖先就能用熔模鑄造的方式生產(chǎn)各種銅器皿、鐘鼎及藝術(shù)品?，F(xiàn)代熔模鑄造工藝是在20世紀(jì)初期開(kāi)始形成，最初用于制牙及珠寶飾業(yè)。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于國(guó)防、航空工業(yè)發(fā)展的需要，英、美等國(guó)首先采用熔模精密鑄造方法，生產(chǎn)噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等形狀復(fù)雜、尺寸精確、表面質(zhì)量要求很高且不易機(jī)械加工的鑄件。,熔模鑄造藝術(shù)品,二、熔模鑄造工藝流程,2.1、制造工藝流程,制模,蠟?zāi)＝M樹(shù),制殼,脫 蠟,型殼焙燒

3、,合金熔煉,澆 注,脫 殼,落 件,模具制造,磨澆口,,,,,,,,,,,,拋丸,,精整,校正,,探傷防銹,,品質(zhì)檢查,,成品入庫(kù),,熱處理,,,2.2、制造工藝流程示意圖,注蠟,制模,組樹(shù),涂料,撒砂,脫蠟,型殼焙燒,澆注,清理,鑄件,干燥,2.3、工序介紹,模具示意圖,2.3.1、模具制造,熔模鑄造模具又稱壓型，含分型面、型腔、型芯、頂模機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)等。,制模用的壓型,2.3.2、制模,A、常用蠟料,B、典

4、型的制模工藝,2.3.4、制殼,A、制殼材料,硅溶膠制殼工藝沒(méi)有化學(xué)硬化，干燥脫水,B、制殼操作流程,C、精鑄公司制殼工藝,,2.3.5、脫蠟,脫蠟時(shí)注意事項(xiàng)：,A、脫蠟是模型蠟從模殼中脫出形成型腔的過(guò)程，脫蠟前模殼存在時(shí)間不低于24h；B、脫蠟方法：熱水法和高壓蒸氣法,清理澆口杯頂殘砂：防止浮砂落入型腔； 加入補(bǔ)充硬化劑：熱水脫蠟時(shí)加入1%鹽酸，型殼得到補(bǔ)充硬化，并可防止蠟料皂化； 脫蠟水嚴(yán)禁沸騰：防止將槽底的砂粒翻起進(jìn)入型腔

5、； 脫蠟后的型殼禁止杯口向上放置：防止臟物落入型腔。 槽液定期清理與更換。,C、蠟料回收,蠟基模料：去除皂化物方法：酸處理法加水----通蒸氣+加鹽酸----[酸+鹽（水溶性鹽）]-----皂化物顆粒消失------靜置（雜質(zhì)下沉）分離,樹(shù)脂基料回收,2.3.6 型殼焙燒,目的：去除型殼中的水分、殘余蠟料、皂化物等，使之具有低發(fā)氣量和良好透氣性，同時(shí)減少液態(tài)合金與型殼的溫差，提高充型能力。焙燒爐類型：型殼焙燒宜采用油爐、煤

6、氣爐或電阻爐。而燃煤反射爐由于溫度分布不均勻，灰塵較多,而且污染環(huán)境故不宜采用。型殼焙燒溫度：型殼適宜的焙燒溫度應(yīng)為850----980℃，保溫時(shí)間0.5-2h。,2.3.7、熔煉,熔煉設(shè)備：感應(yīng)爐（高、中、工頻）、電弧爐、電渣爐、等離子爐等，常用中頻感應(yīng)爐。合金種類：鑄鋼、球鐵、有色合金等；筑爐材料：酸性料、堿性料、中性爐；中頻感應(yīng)爐熔煉工藝： 準(zhǔn)備（檢查爐體、工具、備料）-------裝料（裝料順序）------熔

7、化-----調(diào)整成分---------脫氧（脫氧劑加入順序：錳、硅、鋁）--------出鋼澆注,2.3.8、澆注,溶模鑄常用澆注方法：重力澆注、真空吸注、離心澆注、調(diào)壓澆注、低壓澆注； 澆注工藝參數(shù)對(duì)質(zhì)量的影響澆注溫度、澆注速度、型殼溫度、鑄件凝固冷卻速度,2.3.9 脫殼、落件、磨澆口,2.3.10、鑄件熱處理,A、鑄鋼件熱處理,B、球鐵熱處理,2.3.11、拋丸、精整、矯正,A、拋丸,目的：清除鑄件表面殘砂、氧化皮；

8、拋丸設(shè)備：滾筒式、橡膠履帶式、轉(zhuǎn)臺(tái)式、吊鉤式等； 原理：葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將鋼丸拋向鑄件，以彈丸的動(dòng)能打擊鑄件； 拋丸機(jī)構(gòu)成： 拋丸器、彈丸循環(huán)系統(tǒng)、鑄件運(yùn)載裝置、清理室、除塵系統(tǒng),B、精整,C、矯正,矯正后檢驗(yàn)：尺寸或形狀位置偏差符合要求；表面探傷，不允許存在裂紋。,2.3.12、探傷、防銹,A、探傷,B、防銹,目的：保證鑄件庫(kù)存狀態(tài)不銹蝕；方法：防銹液浸入法。,2.3.13、品質(zhì)檢查,A、外觀質(zhì)量,標(biāo)準(zhǔn)：Q/DFLC

9、M0108-2006 熔模精密鑄件技術(shù)條件,B、內(nèi)在質(zhì)量,C、其它要求,2.3.14、成品入庫(kù)或下工序,成品（不需加工）：按標(biāo)準(zhǔn)包裝要求，定箱入庫(kù)； 半成品（需后序加工）：裝箱發(fā)下序加工,三、熔模鑄造工藝特點(diǎn),使用可熔（溶）性一次模和一次型（芯）：使用整體蠟?zāi)：驼w型腔，不用開(kāi)型起模； 流體制殼：使用涂料與砂粘結(jié)制殼，涂層對(duì)蠟?zāi)?fù)印性好； 熱殼澆注：熱殼下澆注，金屬液充型性好。,四、熔模鑄造工藝優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),鑄件尺寸精度

10、高，表面粗糙度值?。撼叽鏑T4-6級(jí)，表面粗糙度Ra3.2-12.5； 可鑄造形狀復(fù)雜的鑄件：典型空心葉片，應(yīng)用于鑄件輕量化技術(shù)； 合金材料不受限制：各種合金材料均可。生產(chǎn)靈活性高、適應(yīng)性強(qiáng)：由于工裝的靈活性，相應(yīng)生產(chǎn)不受批量的限制。,A、優(yōu)勢(shì),鑄件尺寸不能太大：鑄件重量最大可做到1000Kg，超出重量鑄件難度較大； 工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)：影響鑄件質(zhì)量因素太多，工序質(zhì)量控制難度增大； 鑄件冷卻速度較慢：導(dǎo)致鑄件晶粒粗大，碳

11、鋼件易脫碳。,B、劣勢(shì),五、熔模鑄造應(yīng)用范圍,從產(chǎn)品類別來(lái)看，熔模精密鑄件主要分為兩大類：軍工、航空類產(chǎn)品與商品類產(chǎn)品。前者質(zhì)量要求高，后者質(zhì)量不如前者。隨著冷戰(zhàn)時(shí)代的結(jié)束，各國(guó)軍工產(chǎn)品大幅度減少，但民航、大型電站及工業(yè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，使得軍工、航空類產(chǎn)品所占比例變化不大?，F(xiàn)在熔模鑄造除用于航空、軍工部門(mén)外，幾乎應(yīng)用于所有工業(yè)部門(mén)，如電子、石油、化工、能源、交通運(yùn)輸、輕功、紡織、制藥、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。,七、熔模鑄造工藝發(fā)展趨勢(shì),1、更

12、大更?。耗壳?，熔模鑄造生產(chǎn)的精密鑄件，最大輪廓尺寸可達(dá)1.8m，而最小壁厚卻不到2mm，最大鑄件重量接近1000kg。2、更精：熔模鑄件已經(jīng)越來(lái)越精確，在ISO標(biāo)準(zhǔn)中的一般線性尺寸公差是CT4－6級(jí)，特殊線性尺寸公差高的可大CT3級(jí)，而熔模鑄件表面粗糙度值也越來(lái)越小，可達(dá)到Ra0.8um。3、更強(qiáng)：由于材質(zhì)的改進(jìn)和工藝技術(shù)的進(jìn)步使得鑄件的性能越來(lái)越好。如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)用的渦輪葉片工作溫度由980℃提高到1200℃；熱等靜壓技術(shù)的應(yīng)用

13、使得熔模鑄造生產(chǎn)的鎳基高溫合金、鈦合金和鋁合金的高溫低周波疲勞性能提高3～10倍。,在用石英砂型殼澆注高錳鋼或高合金鋼鑄件時(shí), 會(huì)發(fā)生類似情況，金屬液中鎳、鉻、鈦、錳等元素易氧化。他們的氧化物在高溫時(shí)與型殼中SiO2反應(yīng)生成低熔點(diǎn)化合物，造成化學(xué)粘砂。當(dāng)石英粉中存在金屬氧化物Fe2O3等有害雜質(zhì)時(shí), 會(huì)顯著降低型殼耐火度，使粘砂更為嚴(yán)重。 澆注溫度過(guò)高，鋼水氧化，與型殼發(fā)生界面反應(yīng),造成化學(xué)粘砂。⑤ 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，造成

14、型殼局部過(guò)熱，也會(huì)造成化學(xué)粘砂。,A3、防止措施 嚴(yán)格控制面層涂料及撒砂中的雜質(zhì)含量，特別是Fe2O3含量。②  正確選擇型殼耐火材料，做高錳鋼和高溫合金鋼鑄件時(shí)，面層涂料、撒砂應(yīng)選用中性耐火材料為宜，如電熔鋼玉或鋯英砂粉等。③ 合金在熔煉及澆注時(shí)，應(yīng)盡可能避免金屬液氧化并充分脫氧、除氣。 ④  在可能的條件下，適當(dāng)降低金屬液澆注溫度，薄壁件以提高型殼溫度，盡量做到出殼后馬上澆注為宜。 ⑤ 

15、 改進(jìn)澆注系統(tǒng)，改善型殼散熱條件，防止局部過(guò)熱。,B、夾砂、鼠尾,B1、特征：夾砂 — 鑄件表面局部呈翹舌狀金屬 疤塊， 金屬疤塊與鑄件間夾 有片狀型殼層（砂），又稱 結(jié)疤夾砂。鼠尾 — 鑄件表面呈現(xiàn)條紋狀溝痕。 夾砂鼠 尾是熔模鑄造中常 見(jiàn)的

16、表面缺陷， 常出現(xiàn)在 鑄件大平面或過(guò)熱處。,,,B2、形成原因: 型殼分層，主要有以下幾種情況: ① 面層涂料撒砂后干燥、硬化不良。 ② 面層撒砂太細(xì)，過(guò)度層撒砂太粗，造成過(guò)度層與面層結(jié)合不好及砂中粉塵太多。 ③ 涂下層時(shí)，上層存在浮砂未清除。 ④ 涂料粘度過(guò)大，涂料流動(dòng)性不好，產(chǎn)生局部堆積造成硬化不良。 ⑤&

17、#160;殘余硬化液作用在下層涂料上，使涂料兩面硬化，但兩面都硬化不透，使涂料本身形成未硬化的夾層。,B3、防止措施: ① 面層型殼充分干燥，硬化。 ② 降低第二層涂料粘度,防止面涂料堆積。 ③ 面層撒砂不易過(guò)細(xì)，層間撒砂粒度差不易過(guò)于懸殊。 ④ 砂中粉塵含量及含水量要盡量小，并注意涂料前的浮砂去除。⑤ 型殼過(guò)濕不宜高溫入爐焙燒⑥ 盡量避免鑄件的大平面結(jié)構(gòu)平面向上或平面澆注。⑦ 必要時(shí)，在大平面結(jié)構(gòu)的鑄件上加設(shè)工藝

18、筋、工藝孔，防止型殼分層導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生此類缺陷。,C2、形成原因： 麻點(diǎn)是金屬液中氧化物與型殼材料中氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的。經(jīng)光譜分析,缺陷處金屬中硅含量增加，而錳含量極少,熔渣的巖相分析表明，熔渣中含有硅酸鐵，硅酸錳及硅酸鈷等氧化物。 另外，金屬液溫度過(guò)高，澆注過(guò)程中產(chǎn)生二次氧化,或在氧化氣氛中凝固，也會(huì)造成鑄件產(chǎn)生麻點(diǎn)缺陷。,C3、 防止措施： ①嚴(yán)格控制面層耐火材料中雜質(zhì)含量，特別是Fe2O3等氧化含量

19、。 ② 防止和減少金屬氧化，盡量采用快速熔化，并對(duì)金屬液進(jìn)行充分的脫氧。 ③ 提高型殼焙燒溫度，適當(dāng)降低澆注溫度，型殼澆注時(shí)要盡量保證型殼溫度高，做到快出快澆。 ④ 采取澆注后在還原性氣氛中凝固，如澆注后馬上撒些廢蠟或廢機(jī)油等碳?xì)浠衔锊⒓诱置芊?，使其造成在還原性氣氛中凝固。,,D1、 特征：鑄件表面局部出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象。,D、鼓脹,D2、 形成原因： 型殼的常溫強(qiáng)度或高溫強(qiáng)度太低，在型殼脫蠟時(shí)，型殼受蠟料膨脹

20、而蠟料不能及時(shí)排出使局部膨脹變形；或在澆注時(shí)，型殼受高溫金屬液作用而變形,造成鑄件局部出現(xiàn)鼓脹。 造成型殼常溫強(qiáng)度及高溫強(qiáng)度不高的主要原因與粘結(jié)劑種類、耐火材料種類及質(zhì)量和制殼工藝等因素有關(guān)。,D3、防止措施：① 嚴(yán)格控制耐火材料的質(zhì)量,使用雜質(zhì)含量低的耐火材料。② 選用適宜粘結(jié)劑,提高型殼高溫強(qiáng)度。③ 根據(jù)鑄件大小、形狀正確選擇型殼層數(shù)，件大時(shí)適當(dāng)增加制殼層數(shù)。 根據(jù)制殼工藝，保證型殼制造時(shí)的涂掛撒砂均勻，及干燥

21、、硬化效果。⑤ 適當(dāng)提高脫蠟介質(zhì)濃度及溫度，縮短脫蠟時(shí)間。⑥ 適當(dāng)降低澆注溫度，必要時(shí)采用磌砂澆注。⑦ 對(duì)大平面易產(chǎn)生膨脹的部位加設(shè)工藝筋或工藝孔。,,E1、特征：鑄件表面上有分散或密集的微小突刺，稱為金屬刺（或毛刺)。,D、金屬刺（毛刺）,E2、形成原因： 型殼面層不致密,有很多孔洞缺陷，澆注時(shí)金屬液進(jìn)入型殼孔洞造成金屬刺缺陷。造成型殼表面不致密產(chǎn)生孔洞的原因： ① 面層涂料粘度過(guò)低，粉液比太低造成型殼表面孔洞多

22、,不致密。② 水玻璃型殼表面蟻孔所致蟻孔形成的原因是由于水玻璃涂料同模料的潤(rùn)濕角大于水玻璃涂料對(duì)耐火材料的潤(rùn)濕角，也就是說(shuō)耐火材料對(duì)涂料的潤(rùn)濕性比模料好，使涂料局部脫離開(kāi)蠟?zāi)１砻?，從而在型殼表面形成一些單個(gè)或密集的小孔洞，孔洞形狀不規(guī)律，外口大里口小。 ③ 水玻璃型殼表面存在蠕蟲(chóng)孔所致孔洞呈單個(gè)或斷續(xù)的，似蠕蟲(chóng)狀，形成于硬化過(guò)程，多見(jiàn)于型殼大平面上。當(dāng)面層涂料粉液比過(guò)低時(shí)，涂料中的粉料傾向于形成團(tuán)絮狀，導(dǎo)致水玻璃在型殼表面成斷續(xù)的網(wǎng)

23、狀分布，硬化時(shí)水玻璃產(chǎn)生的膠凝收縮受到阻礙，沿粉料團(tuán)絮周圍的水玻璃網(wǎng)膜裂開(kāi), 型殼表面形成斷續(xù)的蠕蟲(chóng)狀孔洞。,E3、 防止措施： ① 對(duì)水玻璃面層涂料，應(yīng)適當(dāng)降低水玻璃密度。（d=1.26 – 1.27/cm3）選用級(jí)配粉，保證面層涂料有足夠的粉液比。 ② 面層涂料中加入適量潤(rùn)濕劑(表面活性劑)0.3%左右,并使蠟?zāi)３浞置擋?，改善涂料與蠟?zāi)５臐?rùn)濕能力。③ 保證面層涂料厚度，不可太薄，撒砂粒度合理選擇，不可太粗。④ 涂料充

24、分?jǐn)嚢韬突匦?回性≥12小時(shí))。⑤ 面層涂料撒砂后，先自然干燥1小時(shí)以上再硬化，以減小硬化時(shí)的膠凝收縮。,,F1、 特征：鑄件表面有突出的球形金屬顆粒，常出現(xiàn)在鑄件凹槽或拐角處。,F、金屬刺（鐵豆）,F2、形成原因： 面層涂料中含氣泡或涂料對(duì)蠟?zāi)５臐?rùn)濕性差，在涂掛涂料時(shí)，在凹槽的拐角處留有氣泡，造成型殼表面存在珠形孔洞，澆注時(shí)金屬液進(jìn)入孔洞形成突出在鑄件表面上的金屬珠。,F3、 防止措施: ① 面層涂料

25、加入改善潤(rùn)濕性的表面活性劑后，應(yīng)加入0.1- 0.3%的消泡劑。 ② 除在攪拌涂料時(shí)應(yīng)防止卷入氣體外，配好的涂料留有足夠的時(shí)間使氣體逸出。 ③ 蠟?zāi)３浞置擋ヒ愿纳仆繏煨浴?④ 掛面層涂料時(shí)，用壓縮空氣吹去存留在蠟?zāi)０疾?、拐角處的氣泡?⑤ 有條件時(shí)可采用真空涂面層涂料。,孔洞類常見(jiàn)缺陷主要有： 氣孔、渣氣孔、縮孔、縮松等缺陷。,,G、氣孔(集中性氣孔)G1、特征：鑄件上存在著光滑孔眼缺陷,往往出現(xiàn)在鑄件個(gè)別

26、部位。,G、孔洞類缺陷,G2、 形成原因: ① 型殼焙燒不充分,澆注時(shí)型殼中產(chǎn)生大量氣體侵入金屬液中。 ② 澆注方法不合理，澆注時(shí)卷入氣體進(jìn)入型腔(此類為卷入性氣孔)。 ③ 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,型殼排氣不好。 ④ 金屬液脫氧、除氣不充分。,G3、 防止方法: ① 適當(dāng)提高焙燒溫度，并保證足夠的保溫時(shí)間≥20分鐘。 ② 熟練掌握澆注方法，引流要準(zhǔn)，注流要穩(wěn)，避免卷入氣體進(jìn)入型腔。 ③ 合理設(shè)置

27、排氣道，盡可能采用底注式澆注系統(tǒng)。④ 熔煉過(guò)程中盡量避免氧化、吸氣,澆注前金屬液充分脫氧、除氣。,H2、 形成原因: 此類氣孔的產(chǎn)生主要是由于金屬液中所含氣體，隨溫度降低氣體溶解度減小，過(guò)飽和氣體從金屬液中析出形成氣泡，在鑄件凝固前未能上浮逸出而造成，由于是金屬液析出氣體所形成，故又稱析出性氣孔。,H3、防止方法： ① 選用清潔爐料并減少回爐料用量,爐料要干燥,采用預(yù)熱爐料更好。 ② 嚴(yán)格控制熔煉工藝，避免熔煉過(guò)程

28、中的鋼水氧化和吸氣。 ③ 掌握正確的脫氧方法，脫氧充分。 ④ 鎮(zhèn)靜鋼液后澆注，使氣體逸出。,,,I1、特征：鑄件表面存在著夾雜物與氣孔并存的孔眼，呈分散狀。,I、渣氣孔,I2、 形成原因: 此類缺陷的產(chǎn)生主要是熔煉過(guò)程中所使用的金屬爐料不干凈或回爐料過(guò)多，產(chǎn)生了較多的金屬夾雜物，金屬液脫氧除氣不充分使鋼液中含氣量多或型殼焙燒不充分澆注時(shí)產(chǎn)生氣體,鑄件凝固后產(chǎn)生渣氣孔。,I3、 防止方法： ① 選用清潔爐料

29、并減少回爐料用量。 ②嚴(yán)格控制熔煉工藝，加強(qiáng)脫氧、除渣、除氣。 ③ 鎮(zhèn)靜鋼液,使夾雜物及氣體上浮逸出。 ④ 充分焙燒型殼，保證保溫時(shí)間。,J1、 特征：鑄件內(nèi)部存在的表面粗糙、形狀不規(guī)則的粗 大且集中的孔洞。,,,J、縮孔,J2、形成原因: 合金在液態(tài)收縮和凝固時(shí)，鑄件某部位（通常是最后凝固的熱節(jié)處）不能及時(shí)得到液體金屬的補(bǔ)縮，而形成縮孔。如熱節(jié)過(guò)多過(guò)大、澆冒口設(shè)計(jì)不當(dāng)，不利于順序凝固，使鑄件熱

30、節(jié)處得不到金屬液補(bǔ)充、澆注溫度過(guò)高，散熱條件差造成局部過(guò)熱。,J3、防止方法： ① 改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，力求壁厚均勻，減少熱節(jié)，有利于順序凝固。 ② 合理設(shè)置澆冒口系統(tǒng)（包括合理確定內(nèi)澆口的位置、內(nèi)澆口的大小、形狀)以保證造成順序凝固。 ③ 合理組裝模組,使鑄件間有一定距離，防止局部過(guò)熱。④ 適當(dāng)提高型殼溫度，以降低澆注溫度，保證型殼和金屬液澆注溫度的合理性。⑤ 保證澆道、澆口杯充滿，或在澆口杯和冒口上

31、加發(fā)熱劑、保溫劑。⑥ 改進(jìn)熔煉工藝，減少金屬液中氣體和氧化物，提高其流動(dòng)性和補(bǔ)縮能力。,,,,,,K1、 特征：鑄件內(nèi)部有許多細(xì)小、分散且形狀不規(guī)則孔壁粗糙的孔眼,稱為縮松。,K、縮松,K2、 形成原因: 金屬液在型殼中凝固時(shí)，當(dāng)合金凝固溫度范圍較大就會(huì)形成較寬的凝固區(qū)域，在凝固區(qū)域內(nèi)是按“體積凝固”方式進(jìn)行凝固的。即在該區(qū)域內(nèi)同時(shí)形成晶核并長(zhǎng)大，到凝固后期,固相比例大枝晶生長(zhǎng)連成骨架，把未凝固金屬液分割成孤

32、立的或近乎孤立的小熔池，這些金屬液在凝固時(shí)就難以得到補(bǔ)縮，從而形成了許多細(xì)小、分散的小孔，即形成了縮松。,K3、 防止方法: ① 合理改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，改善凝固速度。 ② 改善型殼散熱條件，避免型殼形成局部熱點(diǎn)。 ③ 提高局部熱節(jié)的凝固冷卻速度，減少熱節(jié)的過(guò)熱度,④ 適當(dāng)降低澆注溫度，避免鑄件凝固時(shí)形成較寬的凝固區(qū)域,減緩體收縮率。 ⑤ 合理設(shè)置澆注系統(tǒng)，應(yīng)避免澆注時(shí)金屬液沖擊固定點(diǎn)形成局部過(guò)熱點(diǎn)。 ⑥ 改進(jìn)熔煉工藝，

33、減少金屬液含氣量。,,L、冷裂紋 L1、特征： 鑄件上連續(xù)地直線或折線及圓滑曲線狀穿過(guò)晶體的裂紋，稱為冷裂。外型呈寬度均勻的細(xì)長(zhǎng)直線或折線 及圓滑曲線，而且常常穿過(guò)整個(gè)鑄件截面，斷口干凈，具有金屬光澤或輕微的氧化色。（說(shuō)明裂紋出現(xiàn)在較低溫度),L、裂紋缺陷,L2、產(chǎn)生原因： ① 鑄件結(jié)構(gòu)不合理，壁厚懸殊造成各部份冷卻速度差別過(guò)大及鑄

34、件收縮阻力過(guò)大，使鑄件在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生較大收縮應(yīng)力或應(yīng)力集中。② 合金成分和熔煉質(zhì)量對(duì)冷裂的影響 C、Cr、Ni含量相對(duì)較高時(shí)，增大鋼的冷裂傾向。 P增加鋼的冷脆性（特別是含量＞0.1%時(shí)） 鋼水脫氧不良或澆注不當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生的氧化夾雜物、縮孔氣孔和粗大樹(shù)枝晶，成為裂紋萌生核心，促使冷裂形成。 ③ 型殼的退讓性差。④ 外界因素的原因：清殼過(guò)早、清殼、修整、機(jī)加工過(guò)程中受到碰撞，殘留應(yīng)力引起鑄件開(kāi)裂。,L3、 防止措

35、施： ① 改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，壁厚力求均勻，平滑過(guò)渡，內(nèi)腔圓角足夠大，設(shè)置工藝筋且合理，盡量減小對(duì)鑄件收縮的阻力。 ② 正確設(shè)置澆注系統(tǒng),使鑄件各部份的冷卻速度趨 于一致。③加強(qiáng)金屬液的熔煉質(zhì)量，脫氧除渣盡量徹底，減少鑄件中氣孔、夾雜物等情況，并嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)P、S、Al等。④ 盡量減少型殼層數(shù)，以提高型殼退讓性。⑤ 為減少鑄件內(nèi)應(yīng)力，可適當(dāng)降低澆注溫度及冷卻速度延長(zhǎng)鑄件在型內(nèi)的冷卻時(shí)間（培箱澆注）。⑥ 對(duì)殘留應(yīng)力大或裂紋傾

36、向嚴(yán)重的鑄件，清理、加工前進(jìn)行熱時(shí)效。⑦ 避免人為的損壞。,熱裂是中碳鋼、合金鋼最常見(jiàn)和危險(xiǎn)較大的缺陷之一。,,M、熱裂（常見(jiàn)及危害較大）,M1、 特征 ： 外裂：裂口從鑄件表面開(kāi)始，逐漸延伸到內(nèi)部呈表面寬而內(nèi)部窄,裂紋被氧化而變色。 內(nèi)裂: 通常產(chǎn)生在鑄件最后凝固的地方(熱節(jié)處) 有時(shí)出現(xiàn)在縮孔的下部,不規(guī)則、有分叉。,M2、 產(chǎn)生原因和影響因素： 四大主要因素—鑄件結(jié)構(gòu)、鑄造合

37、金、澆注系統(tǒng)和冷卻速度。,① 鑄件結(jié)構(gòu)的影響： — 熱節(jié)和轉(zhuǎn)角部位較多的鑄件,這些部位凝固較慢。 — 內(nèi)尖角處應(yīng)力集中,鑄件收縮受阻時(shí)產(chǎn)生拉 長(zhǎng)作用。 — 厚薄不勻，冷卻快慢不同，薄處先凝強(qiáng)度較高，厚部位凝固時(shí)，收縮應(yīng)力集中于此處。 — 澆冒口設(shè)計(jì)不合理，對(duì)鑄件收縮起到阻礙作用，增大鑄件收縮應(yīng)力。,② 鑄造合金性質(zhì)的影響： —合金的化學(xué)成分影響含C（碳）量對(duì)熱裂的影響（與澆注溫

38、度及含錳量關(guān)系不大）0.2%時(shí)抗熱裂性最大；＜0.2%時(shí)抗熱裂性隨含C量增加而增加；＞0.2—0.5%時(shí)抗熱裂性隨含C量增加而減少;＞0.5%時(shí)抗熱裂性隨含C量增加而增加。,P、S降低抗熱裂性 Mn具有良好的抗熱裂性，1.0%以下提高M(jìn)n含量能提高抗裂性。Si的影響不顯著，在0.2-0.6%范圍內(nèi)提高Si量，會(huì)使熱裂傾向略有減弱，但Si對(duì)流動(dòng)性有影響。,—合金液體中氣體和夾雜物的危害① 合金液體中有H、O、N等氣體時(shí)，將

39、在合金結(jié)晶過(guò)程中析出在晶界液膜處，切割了合金組織，削弱了晶粒間的聯(lián)系，降低了合金固—液態(tài)時(shí)期的強(qiáng)度，而加大熱裂傾向。,非金屬夾雜物（氧化物、硫化物、硅酸鹽等）存在于合金液體中，由于其熔點(diǎn)低，凝固中也會(huì)析出在晶界液膜處，并以薄膜狀，長(zhǎng)條形和鏈狀等幾何形狀分布在晶粒邊界造成熱裂，危害最大。,— 澆注系統(tǒng)和冷卻速度的影響 對(duì)于壁厚相差較大的鑄件，內(nèi)澆口設(shè)置在壁厚處增大了鑄件熱應(yīng)力或熱節(jié)較多的鑄件設(shè)置了多個(gè)內(nèi)澆口造成了鑄件線收縮受

40、阻增加了鑄件的熱裂傾向。厚壁件冷卻速度慢或薄壁件冷卻速度太快也會(huì)增加熱裂傾向。,B3、防止措施： ①改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，減少壁厚差，平滑圓角過(guò)度，減小應(yīng)力集中. ②  改善型殼退讓性，正確選擇型殼。 ③ 嚴(yán)格控制及調(diào)整合金成分,特別是P、S的含量。,④ 嚴(yán)格控制金屬液中氣體含量及減少或改變非金屬夾雜物的形態(tài)。如碳鋼、合金鋼的變質(zhì)處理（加入0.3%以下的合金或稀土元素：釩、鈰、鈦、鈮）。⑤ 改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

41、,特別是內(nèi)澆口位置的設(shè)置及大小、 數(shù)量。⑥ 正確控制鑄件冷卻速度,厚壁件易提高冷卻速度, 薄壁件冷卻速度不易過(guò)高，以減小熱裂傾向。,A、鑄件脆斷(包括氫脆),,A1、特征: 主要指鑄鋼件斷裂,斷面晶粒粗大，呈冰糖狀。,11.7、其它類缺陷,A2、 形成原因: 熔煉過(guò)程中脫氧劑(鋁)用量過(guò)高，或金屬液中硫、硼含量過(guò)高及金屬液嚴(yán)重過(guò)熱等造成鑄 件晶粒粗大，晶粒邊界上分布著氮化鋁、硫化 錳和網(wǎng)狀硼化物，使鋼(鑄件)塑性

42、和沖擊韌性顯著降低,從而導(dǎo)致鑄件晶間脆性斷裂。 由于金屬液吸氫嚴(yán)重時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生鑄件脆性斷裂，又稱為氫脆。,A3、 防止方法: ① 嚴(yán)格控制脫氧劑(鋁)的加入量≤0.1%,且脫氧時(shí)應(yīng)盡可能使鋁在鋼液中分布均勻。 ② 采用潔凈的爐料，提高爐襯質(zhì)量，防止硫、硼及其它有害雜質(zhì)混入鋼液。(鋼液中含硼量不得超過(guò)0.005%) ③ 嚴(yán)格控制熔煉工藝，防止鋼液嚴(yán)重過(guò)熱和吸氫。,B、變形,B1、特征: 鑄件鑄態(tài)的幾何形

43、狀與圖樣不，稱為變形或鑄態(tài)變形。,B2、 形成原因: ①   熔模變形：取模力不均造成熔模變形；熔模壁厚不均;冷卻時(shí)因溫度分布不均，造成因熱應(yīng)力引起的變形；熔模存放時(shí)溫度過(guò)高，接近模料軟化點(diǎn)引起變形等。 ② 型殼變形：型殼強(qiáng)度低(高溫強(qiáng)度)時(shí)，型殼在焙燒、澆注時(shí)受自重或金屬液壓頭作用引起的變形。 ③  鑄件凝固冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的變形：鑄件凝固后期冷卻至室溫的過(guò)程中，鑄件線收縮受阻會(huì)引起收縮應(yīng)力，收縮

44、應(yīng)力大而鑄件結(jié)構(gòu)剛性又不足時(shí)，則發(fā)生扭曲變形。澆注系統(tǒng)的設(shè)置、澆注工藝不當(dāng)會(huì)造成鑄件冷卻速度相差過(guò)于懸殊,產(chǎn)生變形。 ④  清理過(guò)程中操作不當(dāng)造成鑄件變形。,B3、 防止方法: ①  認(rèn)真檢驗(yàn)熔模，發(fā)現(xiàn)熔模變形應(yīng)予報(bào)廢或采用校正措施(胎具使用)，并控制工作室溫度。 ② 采用高溫抗變形能力強(qiáng)的粘結(jié)劑和耐火材料，必要時(shí)適當(dāng)增加型殼層數(shù)。 ③ 焙燒時(shí)型殼宜放一層,減小型殼焙燒時(shí)所受的壓重。,④ 改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)

45、或增設(shè)加強(qiáng)筋、工藝筋。⑤ 改進(jìn)澆注系統(tǒng)的設(shè)置。合理設(shè)置內(nèi)澆口位置以減小各處溫差，并避免收縮時(shí)澆注系統(tǒng)與鑄件發(fā)生相互牽制,使鑄件各處冷卻均勻以減小變形傾向。 ⑥ 矯正鑄件。,C、表面脫碳,C1、 特征： 鑄鋼件表面有一層低碳層，它包括全部呈現(xiàn)鐵素體組織的全脫碳層和含碳量較低的半脫碳層。脫碳層的深度與鑄件材質(zhì)、大小、壁厚及生產(chǎn)工藝條件有關(guān)。在一般條件即非真空澆注條件下，很難制造出完全不脫碳的熔模鑄件。一般鑄件總脫碳層

46、厚度在0.3—0.6mm，嚴(yán)重時(shí) 0.7—0.9mm。,C2、 形成原因： 空氣中的氧與鋼液中的碳元素和鑄件冷卻時(shí)形成的滲碳體、奧氏體中的碳發(fā)生反應(yīng)，造成鑄件表面脫碳。 反應(yīng)如下： 2C+O2=2CO C+ O2=CO2 上述反應(yīng)在高、中或

47、低溫度區(qū)均有非常強(qiáng)烈的自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)。,C3、 防止方法： ① 適當(dāng)降低型殼及澆注溫度，加快鑄件的冷卻速度。② 在型殼加固層撒砂中或填砂中加入碳化物,如碳砂活性炭,無(wú)煙煤等。 ③ 在鑄型周圍，人為的造成還原性氣氛，如在澆注后用罩將型殼罩住，并向罩內(nèi)滴煤油或撒適量廢蠟等，能有效的減少鑄件表面脫碳。 ④ 鑄件熱處理時(shí)，也應(yīng)在還原氣氛中進(jìn)行，在鑄件上面撒一層焦碳粒,并注意爐門(mén)的封閉等方法,是防止鑄件表面脫碳的重要手