三,、產(chǎn)生氣孔的原因

前面敘述的是氣體的主要來源和部分形成氣孔的經(jīng)過。其實在具體生產(chǎn)作業(yè)過程中,，形成氣孔的原因還很多,，為了便于在實踐中直接操作應(yīng)用,，把各工序在操作中易產(chǎn)生氣孔的具體因素歸納如下：

（1）冶煉過程中，金屬液氧化,，溶解有大量氣體,。金屬液溶解的氣體量與所熔爐料的質(zhì)量，以及熔化設(shè)備,，爐工操作技術(shù)有很大的關(guān)系,。如爐料氧化，銹蝕嚴重,，帶有油污和焦炭帶有水,、雨、雪潮濕,。熔化操作不當,，底焦太高，過熱區(qū)越大,，鐵水氧化越嚴重,，風(fēng)壓風(fēng)量太大，使金屬液大量吸氣而過分氧化,。

（2）澆注時或金屬液凝固過程中,，由外界侵入的氣體。需要說明的是,，由這種氣體形成的氣孔往往是單獨存在的,，氣體來源型（芯）中的水分，附加材料燃燒揮發(fā)產(chǎn)生的氣體,，澆注中金屬液形成渦流,，將氣體旋入而產(chǎn)生的氣孔。

由經(jīng)驗可知這種氣孔大部呈梨形狀,，如果梨形孔的尖部指向泥芯（圖1），那么這種氣孔有可能是因芯子而造成的,。如果尖部指向外型（圖2）,，則有可能是因外型而造成的。如果通過氣孔形狀判斷不出氣體來源,，就只有根據(jù)氣孔所在的位置來決定,，如果氣孔在芯子附近，該氣孔則有可能是由芯子而造成的,。如果發(fā)生在外型附近,，這種氣體則有可能是由外型而造成的。但氣孔發(fā)生在中部就難以判斷了,。在這種情況下,，就必須從鑄造全部工藝過程來分析和判斷了,。（實踐中常遇到這樣的情況，在分析廢品原因時,，找到了一個認為可能是產(chǎn)生廢品的原因,，馬上就被自己又否認掉，甚至找到幾個可能的原因,，但又都被推翻,，確定不下來?？梢姀U品分析的困難度,。某工廠生產(chǎn)HT250汽車制動鼓，造型工藝沒有改變,，化學(xué)成分和以前的一樣,，但是有一段時間生產(chǎn)出的鑄件卻白口，找不出真正原因,，只能認為可能是廢鋼中含有微量反石墨化元素,。許昌一位老板，鑄造專業(yè)畢業(yè)二十多年了,，現(xiàn)辦有兩個鑄造工廠,，他說：下輩子說啥也不搞鑄造了，太難,，正干的好好的,，說出廢品就是一批，原因就不好找,。）

（3）所用的原砂過細,。山西晉城一鑄造廠，因型砂過細,，襯板上表面出現(xiàn)叢生氣孔,，在不能及時更換型砂的情況下，只有采用多扎氣眼,，型砂適當干點的措施來解決,。

（4）型砂透氣性不好，含水分太大,，或型砂中發(fā)氣物質(zhì)如煤粉及有機物太多或質(zhì)量不好,；粘結(jié)劑及附加物用量太大；舂箱太緊,，起模,、修型時局部刷水過多，至使?jié)沧r產(chǎn)生了大量的氣體而又不能順利排出,。

（5）砂型或砂芯子的烘烤時間短,，烘烤溫度低,，保溫時間短， 型（芯）烘烤的不干,，或外干內(nèi)濕沒有烘透（烘烤不透的型（芯）拉出烘干窯后,，上面冒煙；用手指彈鑄型,，是否烘透聲音不一樣）,。

（6）砂型或砂芯上的涂料質(zhì)量不好，涂料方法不正確（涂料過稀,，涂量過大,，厚深不均），涂后沒有烘干,。

（7）使用的芯撐或芯鐵不干凈,，上面有銹或者潮濕。

（8）澆注溫度太低,，粘度大,，鐵水中的氣體難以從鐵水中破殼逸出。（溫度高的鋼鐵水,，倒入澆包后,，就像開鍋一樣不停的翻花，表面結(jié)膜不易,，或局部結(jié)膜又馬上被撕破,，這樣金屬液中的氣體就易浮出液面而逸出。但是金屬液過熱溫度過高也不好,，過高本身吸氣量就大,，相對金屬液氧化程度大，而且易造成金屬液的二次氧化造碴,，氧化物的親和聚集能力強,，又易產(chǎn)生其它缺陷。金屬液合適澆注溫度的選擇,，應(yīng)根據(jù)鑄件幾何形狀,、鑄件體積大小、壁的厚薄,，以及大平面的位置來靈活正確的選擇）。

（9）澆注速度控制的不合理,。沒有按“先快后慢”的澆注方法操作,。“先快后慢”說起容易作到難,?！跋瓤臁笨斓绞裁闯潭群?，“后慢”澆到什么程度慢才正確。這就需要總結(jié)經(jīng)驗,，根據(jù)鑄件的幾何形狀特點,，結(jié)合鐵水溫度，靈活正確的控制澆注速度,，特別是要掌握好鑄型快注滿時收流慢注的最佳時機,。

（10）出爐及澆注溫度太高，又沒有采取包內(nèi)鎮(zhèn)靜措施,，即高溫出爐低溫澆注,，沒有使金屬液內(nèi)的氣體及雜質(zhì)充分上浮排出。

（11）砂型和芯的氣眼針孔直徑細,、數(shù)量不足,，或者通氣道被堵而排氣不暢；澆注系統(tǒng)或冒口排氣系統(tǒng)的設(shè)計位置,、數(shù)量,、大小不合理，影響了氣體的排出,。

（12）沒有及時合理的引氣,，致使氣體憋存在型腔內(nèi)沒有排出，沒有及時提醒澆注工收流慢注,。

（13）由尖角砂產(chǎn)生的侵入氣孔

這種氣孔的產(chǎn)生有其特殊性,，由于尖角砂產(chǎn)生的侵入氣孔通常與大氣相通，因而表面氧化,。氣孔有時延伸至鑄件內(nèi)部深20—30mm,，這種氣孔在鑄造各類金屬時均有發(fā)生。但金屬熔點愈高,，尖角砂愈接近澆口,，可能出現(xiàn)這種氣孔的機率愈多。

型砂透氣性能差是產(chǎn)生這種氣孔的主要原因,，型砂的透氣性能通常不及芯砂（常用干芯）,，因而在型腔中砂呈尖角狀處氣孔較多，所以稱之為尖角砂氣孔,。

對這種現(xiàn)象可作如下分析：金屬液填充鑄型向型（芯）砂的方向散熱,。如圖3箭頭所示。在尖角砂處必然產(chǎn)生箭頭重疊的“熱量集聚”而產(chǎn)生“熱帶”,。由于砂型中出現(xiàn)“熱帶”,，伴隨著又產(chǎn)生兩種現(xiàn)象：（1）型砂或芯砂的發(fā)氣量因為溫度愈高而愈多。尖角砂被金屬液大面積的包圍，其受熱量相對最多,，溫度相對最高,，因發(fā)氣潛力施放充分而所以發(fā)氣量最大；（2）型砂或芯子因溫度升高透氣性降低,。這是因為氣體溫度升高之后,，體積膨脹密謀降低。然而處于高溫況態(tài)下的型（芯）砂（SiO2）料,，也隨著溫度的升高而體積膨脹,，型（芯）砂物料都在受熱體積膨脹下相互擠壓，使砂粒間的孔隙更小,，排氣效
率更低,。

型（芯）砂受熱溫度與透氣性的關(guān)系如圖6所示。砂型（芯）的透氣性能與室溫（平時檢測型砂透氣性即是在室溫下測試的）相比降低了,，但發(fā)氣量卻劇增,，在這種狀態(tài)下，急劇膨脹

的型腔氣體與水蒸氣必須利用扎氣眼（冒口）的方法引出,。否則它們只能進入金屬液而形成氣孔的一條途徑了,。

由于型（芯）砂的散熱條件較差，它們積累熱量固然慢,，但一旦蓄熱就又不易散失,，對鑄件的凝固將產(chǎn)生影響，延緩型砂“熱帶”附近鑄件的凝固與結(jié)殼時間,，就為氣體侵入鑄件提供了條件,。

如圖5所示，[是人們在造型過程中常利用這個原理,，澆注系統(tǒng)開設(shè)成熱冒口,，或讓鑄件上部的冒口（如輪類）直徑大于鑄 件厚度，部分壓在型砂上,，把型砂加熱,，延緩該部位金屬液的凝固時間，從而達到冒口充分的補縮作用],。由于氣體的侵入,，又影響了金屬液的流動，鑄件凝固緩慢的部位,，不能充分及時得到其它部位（冒口）的補縮,，則將產(chǎn)生縮孔，圖6冒口處的尖角砂受熱產(chǎn)生了大量的氣體,，如果型砂的透氣性不好,，氣體又不能從排氣道順利排出,，就只能存留在該處的金屬液里，這時此處就像閘門一樣隔斷了冒口的有效補縮,。氣體侵入后擴大了縮孔體積，增加了補縮的困難度,。像這種缺陷,，嚴格地區(qū)分它是縮或是氣造成的孔就有一定困難。所以稱這種特殊的缺陷為“氣縮孔”或“尖角砂氣孔”,。

圖6所示,，是河南林州某外資鑄造有限公司的一種鑄件，鑄件重2KG左右,，常出尜角砂氣孔,，廢品率很高?？籽▋?nèi)壁有的光潔,，有的粗糙，或光潔的孔壁上有粗糙部,，但顏色都發(fā)蘭,。他們一直認為是縮孔，單在補縮上采取措施,，提高澆注溫度,，加大內(nèi)澆口的數(shù)量，（即便是真對解決補縮,，其措施也是不妥的,，內(nèi)澆口開設(shè)的薄而長）缺陷還是長期得不到解決。其實真正要解決鑄件的這種缺陷,，應(yīng)該從兩個方面著手,，一是防止鐵水氧化；二是提高型砂的透氣性,。（前者未詳細說明,，后者得到大多數(shù)車間干部的認可），說鐵水氧化是有依據(jù)的：（1）熔碴發(fā)黑,，熔碴上面有很多較大的泡泡,，熔碴很重，這些都可以說明熔碴中存在有很多氧化鐵,。（2）前爐缸設(shè)計的比較小,，原來的出風(fēng)孔設(shè)在前爐缸蓋上，這樣還能稍微改變從過橋吹出熱風(fēng)的方向,，后來他們把前爐缸蓋上的孔堵住而出碴孔常開著,，這樣就更錯了,。由于前爐缸設(shè)計的小，出碴孔與鐵水液面很近,，從過橋吹出的高壓高溫風(fēng)（爐氣）,，正好常期吹到鐵水液面上，使鐵水不斷氧化,。過去的老爐工師傅常說：“風(fēng)把鐵水吹白了,。”用現(xiàn)在的話就是“鐵水氧化”,，由于鐵水表面覆蓋一層氧化膜,，這樣的鐵水從表面上看發(fā)白發(fā)亮，似乎溫度很高,，但流動性差“不走路”,。鐵水凝固前有翻花（氣體上浮）現(xiàn)像,，花紋開裂較多,，老師傅稱為“魚鱗花”，這也是硅燒損量（硅含量較低）較大的表現(xiàn),。他們是爐后加硅,，如果采用爐前孕育加硅的措施，效果要好的多,，這樣即可補加了硅,，又起到了脫氧作用。

他們鑄件出現(xiàn)尖角砂氣孔的另一個原因是型砂質(zhì)量,，應(yīng)從提高型砂的透氣性,，流動性和濕強度上著手。但是在解決這些問題上,，他們存在著相關(guān)一連串的問題,。由于他們的型砂重用次數(shù)多，舊砂用量大,，新砂配入比例少,，流水線上砂不夠，從外鑄造廠拉回舊砂補充,，也不進行除塵處理,，所以型砂中含灰（塵）量很大。由于苦砂和灰（塵）含量大,，要想使這樣的型砂達到一定的濕強度,，就必須多加粘結(jié)劑（膨潤土）和水，二者重疊起來,，所以型砂的含水量偏高,，透氣性能差,，流動性差。說他們型砂的透氣性能差,，流動性不好是有依據(jù)的,，約兩公斤重的鑄件，除有上述尖角砂氣孔外,，在鑄件表面還曾多次出現(xiàn)碎點狀粗糙峰,，嚴重影響鑄件的外觀質(zhì)量。我們知道,，型砂的流動性，指的是造型材料在外力作用下,，發(fā)生質(zhì)點間“相互滑動”的能力,。造型材料的流動性愈好，舂型越容易緊實,，造型,、制芯 時花費的時間和力量愈少，因而愈能降低勞動強度和提高流動性與濕度又是一對矛盾勞動生產(chǎn)率,。由于灰塵,、粘結(jié)合劑、水的大量存在（）,，質(zhì)點間相互滑動的阻力大,，造型操作中在同樣勞動強度和工作時間下，鑄型的均勻堅實度就差,，型腔表面看似光滑,，但在光滑面之下確存在有不實的孔洞。澆注的時候,，在高溫鐵水的沖刷壓力和高壓氣體的綜合作用下,，型砂表層很快被烤干失水而失去強度，鐵水就可能破鑄型表殼層,，鉆入不實的孔洞之中,，凝固后形成粗糙峰。

要解決這種缺陷的產(chǎn)生,，應(yīng)從以下幾個方面著手：

（1）防止鐵水氧化,；

（2）對型砂進行除塵處理，加大新砂用量,，控制粘結(jié)劑和水分的加入量,，提高型砂透氣性。

（3）有資料介紹：如果加高直澆口,，金屬凝固過程壓力大,，可以減少尖角砂氣孔的出現(xiàn),。