砂型铸造生产技术500问(下册)-造型材料与铸件缺陷防止

铸造是装备制造的基础。铸件品质的优劣，直接影响到装备的技术性能、服役寿命和使用安全。进入21世纪，我国铸件产量已居世界首位，2008年铸件产量达3350万t。因此，铸件的废品哪怕只占1%，也达33万t之巨。而且，若铸件存在缺陷，即使没达到废品的水平，也会降低铸件的等级，故控制铸件缺陷有着重大的经济意义。

我国的铸造工作者对铸件缺陷的分析与研究一直都非常重视，并取得了很大的成绩。但由于解决的难度太大，此工作还得持续下去。随着我国国民经济从计划经济向市场经济转变，解决铸件缺陷的关键技术，既与厂家利益息息相关，又是厂家竞争力的体现，因而该技术的交流受到制约。

适应这一现状，本书较为系统地介绍了铸件内部缺陷的类型、特征、成因与防止措施。既讨论缺陷的一些共性问题，也分别对每种铸造合金生产的铸件缺陷进行论述。除了介绍传统的检测铸件缺陷的方法外，还介绍了先进的检测手段，如扫描电镜、能谱分析、透射电镜以及俄歇探针等，使得对铸件缺陷有更深的认知。本书广泛地介绍了工厂解决铸件缺陷的经验与效果，并提出了防止铸件缺陷产生的措施，从而更具针对性和可操作性。同时，列出相应的参考文献，供读者对所关心的问题作进一步的查询。

本书可供铸造工程技术人员、相关管理人员和高级技术工人使用，也可供相关专业的大专院校师生参考。在本书的编写过程中，得到了张承甫教授、王文清教授的指导和帮助，还得到了冯胜山研究员、熊艳才研究员的支持和帮助。在此，向他们致以衷心的感谢。同时，还要感谢本书引用参考文献的作者，对他们辛勤劳动取得的丰硕成果和对铸造技术作出的贡献表示深深的敬意。

由于编者水平有限，书中不当之处难免，恳请读者批评指正。

本书主要介绍了铸件内在缺陷的类型、特征、形成原因和防止措施，内容包括：铸件缺陷分类及其分析手段、铸件缺陷的形成因素、铸件缺陷的分析方法、灰铸铁件的缺陷与防止、球墨铸铁件的缺陷与防止、高铬白口铸铁件的缺陷与防止、铸钢件的缺陷与防止、铝硅合金铸件的缺陷与防止。书中配以大量的图表与实例，广泛介绍了生产一线的技术人员在解决铸件缺陷方面所取得的经验与成果，具有较强的实用性、针对性和可操作性。

砂型铸造铸件缺陷有：冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。

1）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。防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。

2）气孔

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。防止气孔的产生：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。

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：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

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它部位。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。

5）砂眼 在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。

6）胀砂 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。