任何鑄造缺陷都直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益,。可惜的是,，未有一個鑄造廠是沒有鑄造缺陷的?，F(xiàn)列出幾種主要（常見）的鑄造缺陷，如氣孔,，縮孔,，夾渣及球化不良等來分析它們產(chǎn)生的原因并提出消除措施，與諸君共議,。

一 氣孔（Gas hole）

1,、產(chǎn)生原因

金屬液中的氣體未徹底釋放出來和鑄型內(nèi)的氣體侵入進金屬液中，從而滯留在凝固后的鑄件之內(nèi)（圖1）,。

（1）金屬液中的氣體來源 g 劣質(zhì)爐料含泥沙,、油垢、銹蝕及濕氣等,，熔煉中生成大量的O,、H、N等氣體和渣釉,；爐溫低,；精練不夠；澆注溫度低,，澆注時間長及澆注速度慢,、澆包潮濕等。上述因素,，都促使金屬液表面過早形成氧化膜而凝固,，氣體雖然掙扎著向外逃逸但卻無法實現(xiàn)。反映在鑄件上則成為向上的“梨形”氣泡,，梨把朝內(nèi),。氣孔表面光滑。通常稱這種氣孔為“析出性氣孔”（圖2）,。在薄壁件的表皮下或外觀形成密集的小圓孔或針孔（圖3）,。

（2）型腔內(nèi)氣體來源

砂型水分≥4.5%，死灰＞12%,，透氣性差,；水玻璃砂未干透（僅吹C O2是不夠的）,；樹脂砂的樹脂量＞1.8%，固化劑量也多,；消失模厚大,，比重大又未干透，涂料層＞2㎜且未干透,；粗大砂芯樁的過實,，未中空，氣體未引出型外,；合箱后等待澆注時間＞8h,，或過夜等，使鑄型和砂芯返潮,。

（3）工藝設計不合理

直澆道粗大,，金屬液不能很快充滿或斷流而將氣體卷入；內(nèi)澆口噴射,，金屬液紊亂,；冒口處低位，排氣孔少,；底注,，溫度場為上低下高，導致金屬液迅速形成氧化膜而快速凝固,。

上述（2）,、（3）所產(chǎn)生的氣體在排氣不暢且型內(nèi)壓力大的情況下，氣體被卷入或鉆入未凝固的金屬液內(nèi),。通稱這種氣孔為“侵入性氣孔”（圖4）,。氣孔也似梨狀而梨把朝外。

2 消除方法

消除金屬液中可能產(chǎn)生氣體的一切因素,；提供氣體從金屬液內(nèi)和鑄型（砂芯）中容易逸出的機會或條件,。應當著重指出的是，徹底排出金屬液中的氣體是第一位的,！

具體做法：

選用優(yōu)質(zhì),、干凈干燥的爐料，提高熔煉溫度（灰鐵1520℃,，鑄鋼1650℃,，不銹鋼1680℃），充分精煉脫氣與靜置,，高溫且快速澆注,，消失模澆注溫度比砂鑄高50℃，因為泡沫燃燒是一個吸熱過程,，充型前沿的金屬液溫降比隨后之金屬液的溫降大得多,。鑄型與砂芯盡量減少有機物含量且徹底干透（包括白模）,；正確的工藝設計：直澆道呈錐體狀讓金屬液快速注滿，上箱橫澆道的高度大于底寬,，內(nèi)澆口多而分散,、喇叭狀，徑向進入,，惟有對側(cè)冒口才允許切向進入（圖5）,。隨形壓邊冒口（或澆口）的縫寬為6～12㎜，壓邊長為該處的60～70%,。頂注及內(nèi)澆口設在上部，這會沖破金屬液上表面的氧化膜,，延緩上表面的凝固的時間,，從而把金屬液內(nèi)部的氣體排出去；在鑄型上箱多設排氣通道把型內(nèi)氣體順利引出型外,，對于大型鑄件尤為重要,，這不僅僅是為了消除氣孔，更是為安全生產(chǎn)所必需,！澆注時及時引氣,，澆包預熱＞500℃和孕育劑預熱等也很重要。

三 縮孔,、縮松（Shrinkage hole）

1 產(chǎn)生原因：熱不平衡

縮孔的孔洞較長大,，不規(guī)則，孔內(nèi)呈樹枝狀,，表面粗糙,，顏色黑暗?？s松則是密集的小細孔或表面疏松,。它們多位于鑄件的熱節(jié)處。

（1）在鑄件結(jié)構(gòu)形成的熱節(jié)處最后凝固得不到補縮（圖6）,。鑄型只設一個內(nèi)澆口又在厚壁處形成人為熱節(jié),，內(nèi)澆口周圍產(chǎn)生縮孔、縮松（圖7）,。底注,，造成溫度場的上下溫差大。上面溫度低先凝固,，下面溫度高后凝固,。無論先凝固的還是后凝固的都得不到有效

補縮；
冷冒口位于熱節(jié)上,，尺寸偏小,，球鐵的冒口頸偏大（圖8）,，都為縮孔提供了條件。

（2）澆注溫度偏高,，澆注時間過長,，按順序凝固時最后凝固的地方得不到補縮。

（3）球鐵鑄型的表面硬度＜90,，砂箱剛度弱,，球鐵的共晶團數(shù)多，凝固膨脹力大,，推動鑄型向外移動,。

（4）化學成分不當。碳當量低,，即碳低硅低,，硫磷含量又偏高形成低熔點的硫化物與磷化物，凝固后產(chǎn)生孔洞,。孕育過度,，大劑量或多次孕育，也會產(chǎn)生縮松,；孕育衰退也然,。

2 消除方法：熱平衡 + 激冷

（1）促進幾何熱節(jié)處快速率先凝固：采用冷鐵，包括在熱節(jié)處敷鋯英砂,、鉻鐵礦砂及刷同質(zhì)涂料（圖9）,；在消失模的厚大處插釘子（圖10）。

（2）內(nèi)澆口

設在薄壁處,，例如襯板（圖11）

提高薄壁處的溫度,，在弧形的使用面上放外冷鐵，使整體的溫度基本一致而同時凝固,。如果件大壁厚均勻,，則在內(nèi)澆口處采取激冷措施。

（3）改變內(nèi)澆口位置,。

圖12是山西某廠的箱體鑄件,，要求底面硬度HB180～220。原工藝為底注,，硬度＜170,，不合格率＞70%。后將內(nèi)澆口提高到中間位置,，則問題就解決了,。須知，凡是硬度低的地方，就說明該處組織疏松,，稱為“準縮松”（圖13）,，將該處由后凝固變?yōu)?/span>先凝固，其硬度值就提高了,。

為了便于在薄壁處設內(nèi)澆口,，可以增加一個砂芯，讓厚壁處先凝固（圖14）,。所有鑄件的上表面都應多設出氣孔,，圓形直徑＜6㎜；楔形與鑄件接觸處窄（≤6㎜）且長（≥40㎜）,。否則,，在出氣孔根部就會產(chǎn)生縮孔。

（4）球鐵的冒口要靠近熱節(jié)又離開熱節(jié)（圖15）,，冒口頸要小,。若冒口設在熱節(jié)上，勢必增大熱節(jié)圓,，若冷冒口，反而增加縮孔危險且工藝出品率低,。

（5）厚大鑄件采用熱冒口加冷鐵：外冷鐵的三維尺寸是被冷卻處尺寸的0.6～0.7倍,；內(nèi)冷鐵的重量是被冷卻部分重量的5%，焊成網(wǎng)狀,，鑄件凝固時內(nèi)冷鐵被焊化掉（圖16）,。

（6）提高鑄型的高溫強度。強度越高,，金屬液的流動阻力越小,，則縮孔越少。壓箱鐵一定壓在鑄型上,，而不是壓在箱把和箱邦上,。

（7）提高碳當量（CE≥4.3%），共晶成分縮孔最小,。適當合金化,，減少S、P,、AL等有害雜質(zhì)元素,。

（8）低溫快澆是消除縮孔縮松的有力手段。

三 夾渣夾砂（Slag and Sand Inclusion）

1 產(chǎn)生原因：金屬液內(nèi)外不純凈

金屬液表面有渣釉未除凈,，在鑄件表面形成明顯的黃色,、綠色、白色和黑色的渣孔與砂孔，這屬于一次夾渣與夾砂（圖17）,；如果在金屬液內(nèi)部產(chǎn)生二次氧化物等化合物,，于鑄件內(nèi)成為若干微細紋或點狀缺陷，這屬于二次夾渣,，它類似縮松但不是縮松,。

（1）劣質(zhì)爐料所致。

（2）金屬液的性質(zhì)與爐襯,、包襯,、鑄型材料、砂芯材料及涂料的性質(zhì)相反,，于是發(fā)生化學反應形成化合物,，這不僅造成夾渣，還往往造成嚴重的化學粘砂,。

（3）直澆道粗大將氣體卷入金屬液,；消失模方形直澆道涂料層破損將干砂帶入型內(nèi)。

（4）內(nèi)澆口為倒喇叭狀,，金屬液噴射入型,，破壞了金屬液的表面張力，內(nèi)層金屬液與空氣中的O,、H,、N等形成各自微小的化合物滯留在鑄件內(nèi)，形成孤立的或多個細小紋狀氧化物或點狀缺陷（圖18）,。

（5）鑄型強度低或耐火度低,。

（6）人為因素：型腔內(nèi)浮砂未清理干凈及澆注時擋渣不好等。

2 消除方法：金屬液內(nèi)外純凈化及強化工藝措施,。

（1）優(yōu)質(zhì)爐料,，提高爐溫，精練,、靜置及徹底除渣,。

（2）爐襯、澆包,、型砂及涂料的性質(zhì)與金屬液的性質(zhì)相一致,。

（3）澆注系統(tǒng)為半開放半封閉式，即直澆道要適當細小呈錐體,，橫澆道高大,，利于雜物上浮，內(nèi)澆口喇叭狀使金屬液快速平穩(wěn)注入鑄型,。內(nèi)澆口避開對鑄件質(zhì)量要求高的部分,，不直接沖擊砂芯或芯撐。進入鑄型之金屬液的流速小于“臨界流速”（≤0.5M/S），旨在不破壞金屬液的表面張力,。高大鑄件為階梯式澆注系統(tǒng)（圖19）,，但不底注，使各層澆注系統(tǒng)成為各自獨立的連通器,，實現(xiàn)由下而上地逐層凝固,。

（4）鑄型傾斜 + 溢流，把首流金屬液排放出型外（圖20）,。傾斜對輪形及大型平板類鑄件尤為可取,。高處的冒口實為熱冒口。

（5）對大型鑄件需設外澆口桶,，中小件則在直澆道上設陶瓷過濾片和內(nèi)澆口上面放過濾網(wǎng)片（圖21）,。

（6）提高白模的表面質(zhì)量，提高涂料層的強度且無破損,，直澆道與外澆口杯接觸嚴密,。

（7）合箱前清理干凈型腔內(nèi)與澆道中的浮砂，合箱后蓋嚴直澆道與冒口孔,，澆注時有專人擋渣,，或采用茶壺包等。嚴格地說,，鑄造生產(chǎn)的全過程是一場戰(zhàn)斗,，在這場戰(zhàn)斗中，要分工明確,，各伺其職，不走樣地執(zhí)行高標準的每一項要求,，使每一道工序都確?！傲闶д`”和“零廢品”，從而爭取這場戰(zhàn)斗的完全勝利,。

四 球化不良（Poor nodularity ）

石墨變化：片狀→蠕蟲狀→球狀→開花狀→碎塊狀（圖22）,。在球狀兩邊的狀態(tài)都叫球化不良（過與不及）。這里的球化不良指的是“過球化或球化衰退與孕育衰退”,。

1,、產(chǎn)生的原因：技術(shù)標準低

（1）爐料不合格，回爐料多,，化學成分與牌號要求不符,，雜質(zhì)與反球化元素多。

（2）球化劑選用不當,，質(zhì)量低或過期或氧化,，粒度小或粉化，用量不當。

（3）孕育劑選用不當,，質(zhì)量差且品種單一,；孕育方法不當，孕育量不足或過多,。

（4）球化處理溫度 ＜1420℃ 或 ＞1520℃,。球化溫度＞1510℃，則球化劑燒損嚴重而失效,，有效石墨核心少石墨球少,；C、Si燒損大,，Si少則降低孕育效果,，增加白口化，使碳化物增多,。球化溫度＜1420℃,，則球化不充分，縮短了凝固時間,，就縮短了石墨球生長的時間,，從而減少了球狀石墨的數(shù)量，增加了團絮狀或團塊狀石墨,，球化率及石墨球等級降低,。最適宜的球化溫度在1460℃上下。

（5）澆包結(jié)構(gòu)不當,，其有效高度小于包內(nèi)徑的1.3倍,。

（6）球化處理后，等待或澆注時間＞10分鐘,，導致球化衰退和孕育衰退,。

2、消除方法：防未病與治已病

A 防未病

所謂“防未病”就是采取高標準和正確的工藝方法,，保證球化處理完好與防止衰退,。

（1）選用優(yōu)質(zhì)專用的高純生鐵：高碳低硅、低硫低磷及干擾球化元素少,。這里應該說明的是,，對硫要辯證地對待：即S在球鐵中的含量不可<0.01%，否則,，不可能達到預期的球化效果,。因為此時，球化劑中稀土元素沒有有害雜質(zhì)可清除,，而它本身則成為有害元素起到反作用,；灰鑄鐵中的硫更不可少,，應在0.1%左右。它除了提高流動性外,，還改善機械加工性能,。

（2）控制回爐料的加入量 ＜30%，以防止“遺傳性”,。所謂“遺傳性”,，就是原始爐料在重熔過程中，爐料的某種結(jié)構(gòu),、成分及物性方面的信息（或基因）被保存并傳遞給后來重新結(jié)晶的晶體,。這種“遺傳性”往往使新的晶體之物性變壞（這也與人類近親結(jié)婚相似）。改善不良遺傳性的途徑就是更換爐料,、多種爐料搭配使用,，進行針對性處理，提高爐溫讓熔液過熱等,。

（3）選用優(yōu)質(zhì)正確的球化劑,。根據(jù)具體情況選用輕稀土或重稀土球化劑，或兩者搭配使用,，原則是在優(yōu)質(zhì)生鐵的前提下稀土含量低者為優(yōu),。

（4）選用優(yōu)質(zhì)且多品種高效復合孕育劑。在具體操作中,，多品種高效復合孕育劑的孕育效果優(yōu)于單一品種孕育劑的孕育效果,，多次孕育優(yōu)于一次孕育，尤其注重瞬時孕育,。

（5）采用預處理和蓋包處理（圖23）,。預處理劑為SiBa、SiC,、小蘇打等,，用量在0.3%±。預處理反應后生成高熔點化合物,，其密度與金屬液的密度相當，質(zhì)點尺寸在3μm±,，成核能力強抗衰退,。

B 治已病

所謂“治已病”就是對已經(jīng)球化不良的金屬液采取挽救措施。

（1）用事先已預備好的澆包去接高溫金屬液,，占包容量的1/2,，將第一次已做過球化處理的澆包內(nèi)之金屬液倒入備用包內(nèi)，同時補加球化劑和孕育劑,。

（2）向第一個澆包內(nèi)添加適量的球化劑和孕育劑,，再去接爐內(nèi)的高溫金屬液,。這時，兩個澆包可以去快速澆注,，短時間內(nèi)澆完,。但須注意的是，第一次澆包里的金屬液溫度不得低于1380℃,；第二次補加的球化劑與孕育劑的粒度在5㎜左右,。

（3）觀察三角試片和火苗來判斷球化優(yōu)劣，火苗以蠟燭似的為好,。

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解決鑄造缺陷問題,，要有深厚的理論基礎和豐富的實踐經(jīng)驗，對不同的鑄件應采取針對性的具體措施,，因為影響鑄造缺陷的因素多,，現(xiàn)場情況復雜，故必須仔細辨別,，全面分析,，區(qū)別對待?！厦鏀⑹龅那闆r外,，還有裂紋、壁厚不均,、粘砂,、塌箱、縮沉,、硬點,、色變、增碳,、石墨飄浮,、澆不足，皺皮,、斷芯,、飛翅等等缺陷，因篇幅所限,，不再細述,，感興趣者另與切磋。