本文中國鑄造網(wǎng)主要為大家介紹濕型鑄造缺陷形成原因分析

　　　　為了提高經(jīng)濟(jì)效益，對ZG45鋼的汽車剎車輪轂(鑄件重8.5 kg)，鉗口上、下塊(鑄件重5kg)及支座(鑄件重7kg)等鑄件采用濕型鑄造進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，濕型鑄造比水玻璃砂型生產(chǎn)鑄鋼件難度更大，更易產(chǎn)生氣孔、夾砂、夾渣等鑄件缺陷。經(jīng)分析，其主要原因是：濕型鑄造比烘干的水玻璃砂鑄造砂型中水分含量高、強(qiáng)度低。當(dāng)1 600 ℃左右的鋼液向濕型中澆注時(shí)，因砂型水分受熱產(chǎn)生氣體較多，澆注時(shí)易把低強(qiáng)度的砂型沖壞，造成一系列的鑄件缺陷。

　　1.1　氣孔

　　氣孔是濕型鑄造中最容易出現(xiàn)的缺陷。在鑄鋼件廢品中，因出現(xiàn)氣孔而報(bào)廢的占廢品總數(shù)的一半以上。

　　澆注時(shí)，當(dāng)1 600 ℃左右液體金屬澆入濕型后，液體金屬對型砂產(chǎn)生劇烈的熱作用，使型砂表面層溫度幾乎接近鋼液的溫度，型砂中的水分驟然蒸發(fā)，產(chǎn)生大量的氣體，型砂中其他燃料也產(chǎn)生氣體。如果型砂透氣性不好，氣體來不及全部透過砂型排出，當(dāng)型砂表面氣體的壓力大于一定值時(shí)，氣體就可能進(jìn)入液體金屬中。氣體進(jìn)入液體金屬后，如果當(dāng)時(shí)液體金屬溫度高，粘度低，對氣泡阻力小，且液體金屬表面還沒有凝固結(jié)殼，氣泡就上浮并透過液面進(jìn)入型腔，從上砂型或出氣冒口等處排出，則不會(huì)產(chǎn)生氣孔。如果上砂型透氣性差，且沒有出氣冒口等排氣措施，氣泡仍可能出現(xiàn)在鑄件的上表面，使鑄件局部表面產(chǎn)生氣孔缺陷。上述氣體進(jìn)入液體金屬后，如果遇液體金屬溫度低，粘度大，氣體上浮阻力大，氣泡在液體金屬中就上浮很慢，甚至氣泡上浮時(shí)鑄件上部已凝固結(jié)殼，這時(shí)氣泡就會(huì)停留在鑄件表皮下面，形成皮下氣孔。

　　1.2　夾砂

　　夾砂也是濕型鑄造常見的一種表面缺陷。在鑄件表面，有一層金屬瘤狀或片狀物，在金屬瘤之間夾有一層型砂。

　　當(dāng)液體金屬向砂型澆注時(shí)，由于液體金屬的熱輻射作用，使型腔頂部的表面迅速被加熱而干燥，型腔表面的水分變成水汽，部分水汽向砂型內(nèi)滲透，見圖1(a)中OA段。但離型腔表面很近的地方，型砂還未被加熱，見圖1(a)中AB段。當(dāng)水汽滲透AB段時(shí)，遇到冷型砂就凝聚成水，使得這個(gè)區(qū)域突然水分增加，形成一個(gè)高水區(qū)砂層，含水量高達(dá)10%～15%，見圖1(a)和圖2(a)。由于存在大量水分，堵塞了砂粒間的孔隙，降低了砂型的透氣性，同時(shí)造成濕型強(qiáng)度急劇降低，這層砂層的濕型強(qiáng)度只有原來強(qiáng)度的1/10左右，見圖1(b)。這個(gè)強(qiáng)度很低的砂層，就有可能與其他型砂分離。另外，型砂的主要組成是石英砂，石英砂在被加熱到575 ℃時(shí)，體積突然膨脹。但在表面硬殼層后面的石英砂，溫度還未達(dá)到石英砂相變溫度，由于溫度的不同，型砂表面層與砂型內(nèi)部石英砂的膨脹程度就不一致，表面較大的膨脹受到內(nèi)部的阻礙，這樣在表面層間產(chǎn)生應(yīng)力，促使表面層脫離里層拱起，見圖2(b)。

　　當(dāng)層間應(yīng)力繼續(xù)增大，拱起的表面破裂，液體金屬滲入砂層背后時(shí)，形成夾砂，見圖2(c)。

　　1.3　夾渣

　　濕型強(qiáng)度較低，當(dāng)1 600 ℃左右的液體金屬向濕型澆注時(shí)，容易把砂型沖壞，沖掉的砂粒隨液體金屬流入型腔。高溫的金屬與細(xì)小的砂粒表面相互作用，往往會(huì)把它熔化，生成了復(fù)雜的硅酸鹽。另外液體金屬在高溫下本身的氧化，也會(huì)產(chǎn)生氧化渣。如果這些渣隨鋼液進(jìn)入型腔，鋼水凝固后，牢固地粘在鑄件表面，就會(huì)形成夾渣。它不但降低了鑄件表面質(zhì)量，也增加了清理鑄件的勞動(dòng)量。