砂型铸造缺陷分析

642093071 · 发表于 2022-4-2 09:27:10

本帖最后由 642093071 于 2022-4-2 17:13 编辑

1缺陷描述
1.1按缺陷的特征分类
GB/T5611-1998《铸造术语》中将铸造缺陷分为八大类102小类
1.1.1多肉类缺陷 8小类
1.1.2孔洞类缺陷 10小类
1.1.3裂纹及冷隔类缺陷 9小类
1.1.4表面类缺陷 14小类
1.1.5残缺类缺陷 22小类
1.1.6形状及重量差错类缺陷 22小类
1.1.7夹杂物类缺陷 13小类
1.1.8成分组织及性能不合格类缺陷 26小类
读了这个标准小类种有包含关系，如第9小类“气孔”，第11类“针孔”为析出性气孔，好像应为父子关系；分类交叉如“热裂”“冷裂”从温度特征看的，“缩裂”是从尺寸变化的角度看，对专业人士从不同的看问题可能更清晰，但对初学者来说这水既深且浑。再看GB/T5611-2013新版本还是没能明晰。
1.2.按工序分类

1）造型：造型操作疏忽造成的铸件缺陷。如合型时忘记吹净型腔，导致砂眼缺陷等。

2）浇铸：浇注操作失误造成的缺陷。如浇包中金属液量不够而造成未浇满等。

3）配料：金属炉料配比不当或原材料使用失误造成的化学成分不合格。

4）清理：毛坯在清理过程中产生机械损伤。

5）型芯：制芯不当出现型芯尺寸不合格导致铸件尺寸不合格缺陷。

6）混砂：型砂、芯砂混制不当而使铸件产生的缺陷。如型砂配方不合适导致铸件表面粗糙缺陷等。

大侠们有没“铸造缺陷”“工序分类”做的两维表格，按行列编号读取子类项，按编号对缺陷的现象、形成原因进行说明，配以典型图片，让初学者也能看明白。

2原因分析

看原因分析多是定性的，定量的不多。如对浇铸系统的要求有资料讲到：

足够的浇铸速度，满足一定时间内充满型腔；流动平稳，防止冲砂，防止旋涡；

内浇道的位置和数量符合铸件所需凝固或补缩原则；

造型简单，消耗金属少。

以上都是定性“足够的浇铸速度，满足一定时间内充满型腔”是说充填速度不能小，“流动平稳，防止冲砂，防止旋涡”是说充填速度不能太快，还要注意方向。定量如何选取呢？

查看《铸造工程师手册》中讲到计算流道最小面积的Osann公式,其中流量系数 u取值范围宽，影响因素多，看了还是不知怎样选取。

有文章《灰铸铁件浇铸系统最小截面积计算公式研究》中也说到这个问题，看了文章中给出的新经验公式，并没有使浑水变清，还是不明白。

远祥 · 发表于 2022-4-5 12:20:45

学习了

642093071 · 发表于 2022-4-6 07:22:24

本帖最后由 642093071 于 2022-4-6 07:26 编辑

多肉类缺陷 8小类
1飞翅（飞边）：垂直于铸件表面上厚薄不均匀的薄片状金属凸起物，常出现在铸件分型面和芯头部位.
2毛刺：铸件表面上刺状金属凸起物。常出现在型和芯的裂缝处，形状极不规则。呈网状或脉状分布的毛刺称脉纹。
3外渗物（外渗豆）：铸件表面渗出的金属物。多呈豆粒状，一般出现在铸件的自由表面上，例如明浇铸件的上表面、离心浇注铸件的内表面等。其化学成分与铸件金属往往有差异.
4粘模多肉：因砂型（芯）起模时部分砂块粘附在模样或芯盒上所引起的铸件相应部位多肉。
5冲砂：砂型或砂芯表面局部型砂被金属液冲刷掉，在铸件表面的相应部位上形成的粗糙、不规则的金属瘤状物。常位于浇口附近，被冲刷掉的型砂，往往在铸件的其它部位形成砂眼。
6掉砂：砂型或砂芯的局部砂块在外力作用下掉落，使铸件表面相应部位形成的块状金属凸起物。其外形与掉落的砂块很相似。在铸件其它部位则往往出现砂眼或残缺。
7胀砂：铸件内外表面局部胀大，重量增加的现象。由型壁退移引起。
8抬型（抬箱）：由于金属液的浮力使上型或砂芯局部或全部抬起、使铸件高度增加的现象。
理解这8小类多肉缺陷，要对砂型铸造模具有所了解，从浇铸的过程去看是从易到难排列的。“城外的想涌进去，城内的想逃出来”，可以想象浇铸进模具的钢水是想逃出来，最容易逃的部位就是模具最薄弱的部位，分型面的棱线、型和芯的结合缝首当其冲，就形成了飞边毛刺。外渗豆是在铸件自由表面，如果它会跳高的话，是可以逃出去的。粘模、冲砂、掉砂，在模具上形成了局部缺砂，当然会被想逃出去的金属液占据，形成多肉。最后涌入的料也想逃出去，对面进行冲击使其变形、位移就是胀砂和抬型。简单说就是：飞边毛刺外渗豆，粘模冲掉砂，胀砂抬型？
那耀眼的热流充满了能量，进入了围城，少则论秒，多则论分，外形就固定下来了。

642093071 · 发表于 2022-4-11 11:04:13

孔洞类缺陷 10小类

9	气孔	铸件内由气体形成的孔洞类缺陷。其表面一般比较光滑，主要呈梨形、园形和椭圆形。一般不在铸件表面露出，大孔常孤立存在，小孔则成群出现
10	气缩孔	分散性气孔与缩孔和缩松合并而成的孔洞类铸造缺陷
11	针孔	一般为针头大小分布在铸件截面上的析出性气孔。铝合金铸件中常出现这类气孔，对铸件性能危害很大
12	表面针孔	成群分布在铸件表层的分散性气孔。其特征和形成原因与皮下气孔相同，通常暴露在铸件表面，机械加工1～2mm后即可去掉
13	皮下气孔	位于铸件表皮下的分散性气孔。为金属液与砂型之间发生化学反应产生的反应性气孔。形状有针状、蝌蚪状、球状、梨状等。大小不一，深度不等。通常在机械加工或热处理后才能出现
14	呛火	浇注过程中产生的大量气体不能顺利排出，在金属液内发生沸腾，导致在铸件内产生大量气孔，甚至出现铸件不完整的缺陷

15	缩孔	铸件在凝固过程中，由于补缩不良而产生的孔洞。形状极不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶，常出现在铸件最后凝固的部位
16	缩松	铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。借助高倍放大镜才能发现的缩松称为显微缩松。铸件有缩松缺陷的部位，在气密性试验时可能渗漏
17	疏松（显微缩松）	铸件缓慢凝固区出现的很细小的孔洞。分布在枝晶内和枝晶间。是弥散性气孔、显微缩松、组织粗大的混合缺陷，使铸件致密性降低，易造成渗漏
18	渗漏	铸件在气密性试验时或使用过程中发生的漏气、渗水或渗油现象。多由于铸件有缩松、疏松、组织粗大、毛细裂纹、气孔或夹杂物等缺陷引起

各种气孔是铸造常见缺陷，从熔炼就开始除气，浇注系统也是想方设法排气，但气孔往往还是不能避免。有一铸造厂做大直径支承轮，说能保证加工面0焊补，是多年来摸索出来的工艺，确实不容易。气孔气缩孔针形表皮孔，呛火气沸腾。这六种种都是凝固过程中气体没能及时排出所致。

缩孔缩疏松，收缩没补充。是凝固过程中体积收缩，液体没能补充进来。渗漏，不仅仅是孔洞类缺陷，其它缺陷也可能造成泄漏。

补充内容 (2022-4-21 07:17):
气孔气缩孔，针形表皮孔，呛火气沸腾；缩孔缩疏松，收缩没补充；检验有渗漏，原因多样性。

642093071 · 发表于 2022-4-20 19:54:33

（3）裂纹及冷隔类缺陷	19	冷裂	铸件凝固后在较低温度下形成的裂纹。裂口常穿过晶粒延伸到整个断面
	20	热裂	铸件在凝固后期或凝固后在较高温度下形成的裂纹。其断面严重氧化，无金属光泽，裂口沿晶粒边界产生和发展，外形曲折而不规则
	21	缩裂（收缩裂纹）	由于铸件补缩不当、收缩受阻或收缩不均匀而造成的裂纹。可能出现在刚凝固之后或在更低的温度
	22	热处理裂纹	铸件在热处理过程中产生的穿透或不穿透的裂纹。其断面有氧化现象
	23	网状裂纹（龟裂）	金属型和压铸型因受交变热机械作用发生热疲劳，在型腔表面形成的微细龟壳状裂纹。铸型龟裂在铸件表面形成龟纹缺陷
	24	白点（发裂）	钢中主要因氢的析出而引起的缺陷。在纵向断面上，它呈现近似圆形或椭圆形的银白色斑点，故称白点；在横断面宏观磨片上，腐蚀后则呈现为毛细裂纹，故又称发裂
	25	冷隔	在铸件上穿透或不穿透，边缘呈圆角状的缝隙。多出现在远离浇口的宽大上表面或薄壁处、金属流汇合处以及冷铁、芯撑等激冷部位
	26	浇注断流	铸件表面某一高度可见的接缝。接缝的某些部分熔合不好或分开。由浇注中断而引起
	27	重皮	充型过程中因金属液飞溅或液面波动，型腔表面已凝固金属不能与后续金属熔合所造成的铸件表皮折叠缺陷

冷裂热裂收缩裂这3种都是收缩造成的裂纹；处理白点模龟裂热处理和模具等形成的裂纹；冷隔断流波重皮主要是从液流充填过程形成的两层没有冶金融合。这9小类也是从不同的角度看的。冷裂热裂收缩裂；处理白点模龟裂；冷隔断流波重皮。

补充内容 (2022-4-21 07:22):
冷裂热裂收缩裂；处理白点型龟裂；冷隔断流表皮重。

hehongbo · 发表于 2023-9-12 13:51:47

学习了

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砂型铸造缺陷分析

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