六.缩孔、缩松的产生原因和防止
缩孔缩松是铸钢件常见缺陷之一，阀门铸件属于耐压铸件，要 尽量避免。 1.缩孔和缩松 铸件在液态降温和凝固过程中产生体积收缩。某个部位在产 生体积收缩时得不到钢水的补充，就会产生缩孔，肉眼可见 细小缩孔俗称缩松。 铸件在冷却过程中由表层向内部逐层凝固，这一个凝固层内 往往是液固共存，影响钢水的流动，产生体积收缩的地方得 不到有效地补充，也会产生缩孔和缩松。 铸件比较厚大的部位在降温时析出非金属类杂物或其它原因 局部成分变化，熔点降低，而周围的钢水已凝固，该部位无 法得到补缩，形成细小的缩孔（缩松）。 -14-
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二.如何保证铸件的形状尺寸
1.合理的工艺措施 （1）合适的工艺参数：缩水，工艺补正量，反变形量等。 （2）合理的工艺方案。 2.模型 模型是决定铸件形状尺寸准确性的主要因素。曲面形状， 空间形状，非规则部位的尺寸，壁厚几乎完全由模具形成， 生产中一是测量困难，二是难以控制，这就要求模具一定 要尺寸、形状准确。 模具的基本要求：分模型的技术要求和管理要求。 （1）材料：种类，级别，干燥程度； （2）结构； （3）尺寸，平直度； （4）表面状况，光洁度，油漆的质量和种类； （5）使用方面的要求。 -6-
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C.炉内的化学成分变化
已化验合格的钢水长时间放在炉内，成分会变化。 D.出钢时钢水成分的变化，某些元素如：Si，Mn, Cr会烧损
E.钢水包对钢水成分的影响
前一包中残余钢水会污染下一包的钢水成分，特别是产生含碳量低的不 锈钢时很明显，碳容易上升，要求浇注后钢水包一定要用氧气吹干净，
不能结包底，结包壁，也不要留有残渣，钢包一定要烘烤好（800℃以
铸钢件常见质量问题及主要影响因素
大纲
一.铸钢件质量问题分类 二.如何保证铸件的形状尺寸 三.砂孔（夹砂）的形成原因及防止措施 四.渣孔（夹渣）的形成及防止 五.气孔的形成及防止
六.缩孔缩松的产生原因和防止
七.粘砂 八.裂纹 -1-
一.铸钢件质量问题分类 1.材质类 （1）化学成分 一般认为化学成分由熔炼可决定，基本上是这样，但也不完 全如此，成品棒的化学成分合格了，铸件不能说一定合格。 A.取样的不均匀性 中频炉熔炼的优势之一是化学成分均匀，好操作，但也要 在加入合金后停留一段时间，才能取样分析。 B.化验技术 试样表面要磨下一定深度。 试样面一定要平整，避免用影响分析准确度的砂轮，如碳化 硅砂轮会影响定碳的准确度。 标准棒块选用要正确，分析前要标定。
（1）铸件设计和工艺上采取措施改变和减少局部热节；
（2）工艺上采取防裂纹，冷铁； （3）提高钢水质量，减少夹杂物； （4）气割、碳刨、焊补采用预热、后热去应力措施。 -20-
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（4）采取措施消除铸件中的孤立热节；
（5）用冷铁延长冒口的补缩距离和急冷无法补贴的局部孤立 热节； （6）减少钢水中的低熔点夹杂物，如FeO,FeS,MnO2, SiO2, 等，炼钢时使这些夹杂物进入渣中，用底注包浇注，钢水在 包中适当的镇静时间等。
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七.粘砂
铸钢件常见缺陷之一 1.形式：分机械粘砂和化学粘砂两种。
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2.防止措施
（1）用耐火度的硅砂，SiO2含量高，杂质少； （2）用细粒砂； （3）型砂紧实； （4）上涂料； （5）用耐火度高，高温下化学稳定性好的特种砂，如铬铁矿 砂，宝珠砂、锆英砂等。 （6）合理降低钢水温度，这点很重要。 -18-
八.裂纹
铸钢件常见缺陷之一，而且是危害最大的缺陷。 1.形式 （1）成型过程中形成的裂纹，又分热裂和冷裂 热裂：凝固时产生的裂纹，在壁厚变化悬殊处，局部热节处， 凝固层薄弱，收缩受阻而形成裂纹比较宽（粗）、短，形
热处理后的试棒毛坯不能用热加工的方法来加工，用线切割取样 后要用机械加工的方法把热影响层加工掉。 C.正确的试验方法 -4-
2.形状尺寸类 A.工艺的正确性 铸件的非正常的变形和尺寸变化要靠工艺措施来调整。 B.木模 要防止气候变化的变形和使用过程中的损坏和变形，材料要好，结构要好， 形状尺寸要准确。 便于操作，防止操作过程中砂型，砂芯的损坏和变形。 C.生产操作 造型，制芯，合箱，气割，碳刨，打磨，热处理等操作都会影响铸件的形 状和尺寸。 3.缺陷类 A.夹杂：砂孔和渣孔； B.气孔； C.缩孔，缩松； D.裂纹：热烈和冷裂； E.浇不到，冷隔； F.粘砂； G.飞边，毛刺； H.皱皮，表面粗糙等等。 4.其他类质量问题 如：跑钢水，浇不足（少钢水)，错箱，抬箱，铸字不清晰 等
状弯曲，断口不齐，氧化皮明显。
冷裂：铸件凝固后，冷却过程中收缩受阻，形成较大压力， 在铸件薄弱环节形成的裂纹，开箱早，震动大也会形成断口 宽度均匀，有金属光泽或轻微氧化色泽，细长，比较平直。 -19-
2.气割、碳刨、焊补时形成的裂纹
合金钢组织脆，应力大，气割、碳刨、焊补时及热应力造成 裂纹，厚大的碳钢铸件在气温低时气割和碳刨也会产生上述 现象。 3.防止措施
2.防止缩孔缩松的措施 （1）合适的冒口位置和尺寸 冒口放在铸件厚大部位，最好是上部； 冒口的尺寸要足够大，使得它凝固时间长，铸件全部凝固了，冒口中心 部分还要处于液态； 冒口有足够的液体钢水补充铸件体积收缩的需要。 （2）冒口的补缩距离 钢水在凝固过程中凝固层出现固液共存，影响钢水的流动，补缩受阻， 因此冒口的补缩距离（范围）受到限制。 （3）冒口颈和冒口补贴 冒口与铸件之间的连接部分称冒口颈（边冒口）和冒口补贴（顶冒口）， 目的是让冒口中的钢水始终有通道进入铸件，满足铸件的需要，是就要 求冒口颈和冒口补贴有一定的形状尺寸。
上) 针对D,E两条，要统计出钢成品试棒与试棒化学成分（主要是C,Mn-3-
（2）机械性能 A.热处理 化学成分决定后，热处理是影响机械性能的关键因素，要 有正确的热处理工艺和正确的操作方法。化学成分影响热 处理工艺，因此同种牌号的钢种化学成分波动不能大。 B.取样位置的方法 抗拉试棒和冲击试块的取样位置如下：
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（3）防止方法
提高砂型（芯）的强度，特别是表面强度，高温强度，耐火度，要紧实，
涂料要好，涂刷好，芯头部位，分型面涂料不能堆集。
起模，合箱防止损坏； 芯头要有间隙。
2.块状类砂
砂型（芯）强度低，合箱时压坏，特别要强调分型面要平，强度要好，分 型面涂料不能堆集，分型面要用石棉绳。
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四.渣孔（夹渣）的形成和防止
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三.砂孔（夹砂）的形成原因及防止措施
砂孔是砂型铸件最常见最难避免的缺陷。 1.砂孔 （1）分布特征 分散性夹砂，常见于表面和皮下，常集中在上箱的外表面和下箱的内表 面，少数在铸件的内部。 （2）形成原因 砂型（芯）强度不高，合箱时稍有原因就脱落。 砂型（芯）强度不高，经不起钢水的冲刷。 合箱时砂型（芯）压坏。 高温下强度差，在高温钢水作用下翘曲，变形，凸起进入铸件 砂型的出气孔中浮砂下落，特别是在浇注时浮砂下落，砂型上表面的浮砂 也很容易通过出气孔下落。 合箱时型腔表面、砂芯表面没有清扫干净，砂型（芯）表面有浮砂等等。
1.渣孔（夹渣）的分布特征 大多数类似砂孔，但铸件内部也有时出现。 2.分类 按形成原因分为外来夹渣，反应性夹渣和自生夹渣 外来夹渣：炼钢时的炉渣，包中的渣，阀口套脱落的夹杂物， 大多数类似砂孔，在铸件上箱外表面和下箱内腔的上表面。 反应性夹渣：钢水与砂型或空气起反应生产的夹渣，往往与 夹砂，气孔共生，比较少。 自生（析出性）夹渣：溶解在钢水中的夹杂物在降温，凝固 时析出的夹渣，常在铸件内部出现，比较细小，密集，与缩 孔、缩松共生。 -10-
3.防止方法
外来夹渣：一是减少夹杂物的来源，二是浇注前镇静。包
底吹氩效果很好。
反应类渣：减少浇注时的吸气，防止钢水与砂型之间的化 学反应，加强钢水脱氧。 自生性夹渣：提高钢水质量，减少钢水中的夹杂物，加强 钢水脱氧。
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五.气孔的形成和防止
气孔也是铸件常见缺陷之一，形成的原因很多，有些气孔容易 防止，有些难以解决。 从气孔的生成原因分为：卷入气孔，侵入气孔，反应气孔和析 出气孔。 气孔与缩孔的区别是气孔是圆形或带夹头的圆形，内壁光滑。 1.卷入气孔：比较少见，由钢水在浇注时卷入气孔造成的，钢 水从浇道进入型腔时，最容易产生，尤其是对着型（芯）冲 刷时，要求钢水进入型腔时要平稳，最好底注。这种气孔一 般呈圆形，比较大而孤单，在铸件内部位置不固定,一般在 中上部。。 2.侵入气孔：由型芯、冷铁等外部产生的气体侵入铸件表面所 形成，分布在铸件表层，呈梨形或椭圆形，比较大，俗称皮 下气孔，型芯要烘干，冷铁不能受潮，表面不能有锈，氧化 皮。 -12-
3.造型方法 自硬砂在操作过程中变形小，有效地保证铸件的形状尺寸精度； 自硬砂起模太早，强度不够，砂型和砂芯会变形； 砂芯的哈夫面不平，影响铸件尺寸。 放置不当，会引起砂型（芯）的变形。 涂料堆集会影响铸件的尺寸。 4.合箱操作 合箱是将砂型，砂芯装配起来，对铸件的形状尺寸影响很大，最大的影响
是砂芯位置和错箱。
3.反应气孔：钢水与型芯、冷铁表面起反应或钢水内部的反应形成的气孔， 前一种分布在铸件表面，呈比较密集的针头形或椭圆形，俗称皮下针孔， 后一种常出现在铸件内部某个位置，整个截面都有，密集，呈针形，常 伴有夹杂物产生，砂型含有水、杂质（如氧化铁含量高），冷铁表面的 铁锈，不好的涂料都有可能与钢水反应形成气孔。减少钢水中的夹杂物， 特别是氧化物，能有效防止这类气孔。 4.析出气孔：溶解在钢水中的氢气、氮气在铸件冷却凝固过程中会析出成为 气孔，呈细小的圆形或椭圆形，也有时呈针状，分布在铸件内部整个截 面上，热节处，厚截面处比较严重，熔炼时要注意除气，防止吸气，不 用受潮的炉料，用造渣材料覆盖钢水表面等。反复熔炼，钢水中的气孔 含量不断增加，因此中频炉熔炼时要控制返回料的加入量。 -13-
（1）机械粘砂 砂粒附着在铸件表面，有时有烧结现象，能清理掉，如 大面积的烧结形式粘在铸件表面，清理很困难，形成原因主要是砂的耐 火度低。
（2）化学粘砂 钢水与砂粒起化学反应，使铸件与砂连成一体，形成既 不是钢又不是砂的物质，无法用机械方式清除掉，无法气割掉，也无法 打磨去除，形成的原因是铸件表面氧化生产FeO，渗透到砂粒中与SiO2起 反应，生成熔点为1205 ℃的FeO· SiO2，继续向砂型中渗透，砂中的低熔 点物质和Fe2O3加速了这个过程。