铸件气孔、砂孔、渣气、缩孔的形成原因、辨别特征及解决方案全析

铸件气孔、砂孔、渣气、缩孔的形成原因、辨别特征及解决方案全析

在铸造过程中，气孔、砂孔、渣气、缩孔等缺陷常常出现，对铸件质量产生重要影响。本文将详细阐述这些缺陷的形成原因、辨别特征以及解决方案。

一、气孔

形成原因

• 铸型中气体的发气：铸型中的水分、粘结剂等在高温下分解产生气体。
• 金属液中气体的析出：金属液在熔炼过程中吸收了气体，在凝固过程中气体溶解度降低而析出。
• 浇注时气体被金属液裹挟进入型腔：浇注时流速过快或型腔排气不畅，导致气体卷入金属液。

辨别特征

• 孔壁光滑，颜色为白色，有时覆有一层氧化皮。气孔通常呈圆形或椭圆形，在铸件表面或内部都可能出现。

解决方案

• 控制金属液的含气量：通过精炼、除气等工艺减少金属液中的气体含量。
• 提高浇注温度：降低气体在金属中的溶解度，使气体更易逸出。
• 改善铸型的透气性：选择透气性好的铸型材料，合理设置排气通道。
• 优化浇注系统设计：使金属液平稳充型，促进气体排出。

二、砂孔

形成原因

• 铸型或砂芯中的气体在金属液的高温作用下产生：型砂中的水分、粘结剂等在高温下分解产生气体。
• 型砂的质量和密实度不足：型砂颗粒不均匀、含泥量高或紧实度不够，导致砂粒在金属液的冲刷下脱落。

辨别特征

• 孔壁粗糙，通常与铸件内部的砂粒有关。砂孔的形状不规则，大小不一，可能出现在铸件的表面或内部。

解决方案

• 提高铸型和砂芯的质量：选用优质型砂，控制型砂的含水量、含泥量等指标。
• 确保型砂的密实度和强度：采用合适的造型工艺，如压实、震实等，提高型砂的紧实度。
• 优化铸型设计：合理设计浇冒口系统，减少金属液对型砂的冲刷。

三、渣气

形成原因

• 金属液与铸型材料、型芯撑、冷铁或溶渣之间发生化学反应生成气体：这些物质在高温下与金属液发生反应，产生气体。

辨别特征

• 孔壁粗糙，内含渣粒。渣气孔的形状和大小不规则，通常分布在铸件的表面或内部。

解决方案

• 减少铸型中的水分和有机物含量：对铸型进行烘干处理，减少水分和有机物的含量。
• 选择合适的涂料和型砂材料：涂料和型砂应具有良好的化学稳定性，不易与金属液发生反应。
• 在浇注前彻底清理铸型和砂芯：去除铸型和砂芯表面的杂物和熔渣。

四、缩孔

形成原因

• 铸件在凝固冷却期间，金属的液态及凝固收缩远大于固态收缩：这导致金属内部形成孔洞。
• 热节和壁厚突变：在铸件的厚大部位或壁厚不均匀处，热量集中，凝固时间长，容易形成缩孔。

辨别特征

• 形状不规则，孔壁粗糙，通常出现在铸件的中心或壁厚部位。缩孔可能是单个的大孔洞，也可能是多个小缩孔聚集在一起。

解决方案

• 优化铸件设计：消除热节和壁厚突变，使铸件的壁厚均匀。
• 合理布置冒口和冷铁：冒口用于补偿铸件凝固过程中的收缩，冷铁用于加快局部冷却速度，促进金属液的均匀凝固。
• 调整浇注温度和速度：合适的浇注温度和速度可以使金属液在型腔内均匀流动和凝固。

在实际生产中，需要综合考虑铸件的材质、结构、铸造工艺参数等因素，采取相应的预防和改进措施，以减少气孔、砂孔、渣气和缩孔等缺陷的产生，提高铸件的质量和成品率。只有全面分析和精准把控各个环节，才能生产出高质量的铸件，满足不同领域的需求。