不銹鋼鑄造缺陷分析及生產(chǎn)過程控制要點(diǎn)

1噴濺現(xiàn)象

澆注溫度高于1590℃的工藝方案均出現(xiàn)了冒口處金屬液噴濺的現(xiàn)象，導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)大片氣孔。經(jīng)對整個工藝過程分析得知，金屬液噴濺主要是鑄型和泥芯發(fā)氣量大造成的。鋼水溫度高，樹脂在高溫鋼水作用下分 解和燒損，澆注過程發(fā)氣量大，凝固時(shí)氣體溶解度下降，體積膨脹。而冒口處溫度較高且凝固較晚，在其他部位凝固時(shí)，氣體從低溫處往高溫處浮出使得冒口下面氣壓急劇增大，較終導(dǎo)致氣孔較大。在澆注時(shí)間的前提下，將澆注溫度控制在1550一1570℃范圍內(nèi)了金屬液噴濺的現(xiàn)象。

2冷卻腔兩側(cè)氣孔

在澆注溫度低于1540℃的工藝方案中，鑄件解剖后發(fā)現(xiàn)冷卻腔兩側(cè)處滯留了大量氣孔。分析認(rèn)為該氣孔主要為侵入性氣孔，形成的主要原因與澆注溫度和鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)，澆注溫度過低時(shí)，凝固時(shí)間短，金屬液中的氣體來不及上浮而滯留在鑄件底部；此外，冷卻腔外壁出現(xiàn)氣孔處是由于其結(jié)構(gòu)為彎曲形狀，該處的垂直上部為鑄型內(nèi)壁，對氣體的上浮有阻礙作用。通過適當(dāng)提高澆注溫度和縮短澆注時(shí)間，將澆注溫度控制在1550一1570℃范圍內(nèi)，了冷卻腔兩側(cè)氣孔缺陷。

3支撐面頂部氣孔

在澆注時(shí)間超過20s的工藝方案中，鑄件支撐面頂部易出現(xiàn)氣孔缺陷。經(jīng)分析，該缺陷與澆注時(shí)間過長有關(guān)，因樹脂采用粘結(jié)劑，在澆注后發(fā)氣量較大，并且在短期內(nèi)達(dá)到峰值，當(dāng)鑄型大量發(fā)氣時(shí)，鋼水未能建立足夠的靜壓力防止氣體的侵入。此外，澆注后樹脂的分 解會產(chǎn)生熱量，砂型的散熱性差，凝固過程中的溫度梯度小，形成順序凝固相對困難，在未實(shí)現(xiàn)順序凝固條件下，氣體難以上浮至頂部或冒口中，一旦滯留位置不在加工余量范圍，加工后就容易出現(xiàn)氣孔缺陷。通過將澆注時(shí)間控制在11一15s內(nèi)，了頂部的氣孔缺陷。

生產(chǎn)過程控制要點(diǎn)

因鑄件質(zhì)量技術(shù)要求較高，整個過程需嚴(yán)格控制才能其質(zhì)量。結(jié)合上述鑄造缺陷及多次試驗(yàn)研究，對吠喃樹脂砂生產(chǎn)不銹鋼鋼頂鑄件的生產(chǎn)控制要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和分析。

(1)遵循“低溫快澆”原則。由于樹脂采用粘結(jié)劑，澆注后發(fā)氣量大，降低澆注溫度可減少發(fā)氣總量。通過快澆工藝使鋼水充滿型腔，在鑄型大量發(fā)氣時(shí)，鋼水已經(jīng)建立足夠的靜壓力可減少氣體的侵入；

(2)芯子埋排氣繩、上箱扎氣孔并留出通道引出砂芯的氣。整個過程中，砂芯基本被鋼液包覆，遇高溫發(fā)氣后，如沒有合理排出氣體將導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷；

(3)澆注時(shí)及時(shí)引火，降低型腔內(nèi)氣壓。當(dāng)界面壓力超過金屬靜壓時(shí)，氣體通過擴(kuò)散侵入金屬液，及時(shí)引火可降低型腔內(nèi)氣壓；

(4)起模后2h刷錯英粉醇基涂料4一5遍。樹脂砂高溫潰散性好，對涂料的涂刷質(zhì)量要求高，涂刷層不致密或涂料附著力不強(qiáng)易造成沖砂或粘砂缺陷。刷涂4~5遍厚度涂料層可減少因樹脂分 解產(chǎn)生的氣體侵入到金屬液中；

(5)冷鐵使用前進(jìn)行拋丸處理。使用錯英粉醇基涂料時(shí)，冷鐵部位不易點(diǎn)燃，極易在冷鐵部位生成表面氣孔；

(6)冒口切割采用電焊條切割或砂輪片切割，因鉻含量較高而導(dǎo)致熔點(diǎn)較高，采用普通的氣割冒口難以進(jìn)行；

(7)落砂溫度控制在200℃以下。馬氏體不銹鋼在冷卻過程中伴隨著相變的發(fā)生，鑄件冷卻至200℃左右時(shí)，大部分馬氏體相變基本完成，此后的冷卻過程因體積收縮或相變體積膨脹造成的殘余應(yīng)力變化很小，可減輕鑄件變形。

不銹鋼不同于其他材料，它在進(jìn)行鑄造的時(shí)候，要謹(jǐn)慎小心。除了是為了防止鑄件有缺陷產(chǎn)生之外，還是為了能、節(jié)能的完成不銹鋼鑄造的生產(chǎn)。尤其是以下幾方面，要牢記。

首先不銹鋼鑄造的時(shí)候，鑄造件的厚度不能太薄，否則會有白口的現(xiàn)象產(chǎn)生。其次是不銹鋼鑄件的斜度可以大一些，為的是便于將逐漸取出，尤其是對于抽出型鑄造模具。而具體設(shè)定多大的斜度，還得考慮合金種類、鑄件高度、表面位置等因素。

由于金屬的散熱速度比較快，因此不銹鋼鑄造鑄件的小厚壁都應(yīng)該比砂型鑄件要厚一些，在鑄件順利成型的前提下，還能是熱量盡快的散發(fā)出去。

鑄造中不管鑄件大小，當(dāng)其成型起模之后進(jìn)行修型，目的是為了使鑄件的外形尺寸，以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。這工藝中可以采用的修型方式還是比較多的，以下幾種比較常用的大家可以借鑒一下。

鑄件在剛起模的時(shí)候也許會存在局部松軟不實(shí)的情況，要對這部分進(jìn)行修型，只要用鏝刀劃松然后用工具再舂實(shí)可以了。而在其兩壁橡膠的部位有可能會受損，需要用鏝刀粘上砂子并對其進(jìn)行磨平處理。

鑄件中不同的缺陷使用的修型方式都是不同的，如果有面積比較大的但是凹槽不深的情況的話，需要將先這部位的材料挖去，然后再重新填補(bǔ)、整平，以獲得良好的表面質(zhì)量。

在不銹鋼鑄件成型過程中，一般都會經(jīng)歷球化反應(yīng)，這是其品質(zhì)的基礎(chǔ)操作之一。但是實(shí)際中球化反應(yīng)的結(jié)果卻往往沒有那么理想，不銹鋼鑄件球化不良的現(xiàn)象時(shí)常會發(fā)生，從而影響到了產(chǎn)品的質(zhì)量。所以導(dǎo)致鑄件球化不良的相關(guān)知識要掌握，以便于避免。

不銹鋼鑄件球化不良現(xiàn)象的表現(xiàn)非常簡單，是工件端面上會出現(xiàn)點(diǎn)狀的黑斑，而且在鑄件中心位置越來越密集。情況嚴(yán)重的話，黑點(diǎn)的直徑和數(shù)量都會比較大。由于這種現(xiàn)象還在鑄件球化反應(yīng)中出現(xiàn)的，因此中間合金數(shù)量不夠、球化劑數(shù)量不符或鐵水中含硫量高等因素都是有可能的。

為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，首先需要嚴(yán)格控制原鐵水中的含硫量；同時(shí)也可選擇低硫生鐵作為球化劑。另外在球化處理過程中，盡量要防止鎂的燒損，以便于提高球化劑的吸收率，只有在此基礎(chǔ)上才能鑄造出的不銹鋼鑄件。