Question

气孔产生的原因以及如何预防

Answer 1

1 、气孔特征：铸件中的气孔是指在铸件内部，表面或接近表面处存在的大小不等的光滑孔洞。孔壁往往还带有氧化色泽，由于气体的来源和形成原因不同，气孔的表现形式也各不相同，有侵入性气孔，析出性气孔，皮下气孔等。 1.1 侵入性气孔这种气孔的数量较少，尺寸较大，多产生在铸件外表面某些部位，呈梨形或圆球形。主要是由于铸型或砂芯产生的气体侵入金属液的未能逸出而造成。防止措施：（1）减少发气量：控制型砂或芯砂中发气物质的含量，湿型砂的含水量不能过高，造型与修模时脱模剂和水用量不宜过多。砂芯要保证烘干，烘干后的砂芯不宜存放太长时间，隔天使用的砂芯在使用前要回炉烘干，以防砂芯吸潮，不使用受潮、生锈的冷铁和芯撑等。（2）改善型砂的透气性，选择合适的型空紧实度，合理安排出气眼位置以利排气，确保砂芯通气孔道畅通。（3）适当提高浇注温度，开排气孔和排气冒口等，以利于侵入金属液的气体上浮排出。 1.2 析出性气孔这种气孔多而分散，一般位于铸件表面往往同批浇注的铸件大部分都发现有。这种气孔主要是由于在熔炼过程中，金属液吸收的气体在凝固前未能全部析出，便在铸件中形成许多分散的小气孔。防止措施：（1）采用洁净干燥的炉料，限制含气量较多的炉料使用。（2）确保“三干”：即出铁槽、出铁口、过桥要彻底烘干。（3）浇包要烘干，使用前最好用铁液烫过，包中有铁液，一定要在铁液表面放覆盖剂。（4）各种添加剂（球化剂、孕育剂、覆盖剂）一不定期要保持干燥，湿度高的时候，要烘干后才能使用。 1.3 皮下气孔这种气孔主要出现在铸件的表层皮下2～3mm处，直径为1～3mm左右。而且数量较多，铸件经热处理或粗加工去除外皮后，就会清晰地显露出来。防止措施；（1）适当提高浇注温度，严格控制各种添加剂的加入量，尽可能缩短浇注时间。（2）孕育剂的加入量最好控制在（质量分数）0.4%～0.6%，同时要严格控制孕育剂中A1的质量分数,w(Al)偏高容易和型腔表面的水分发生反应：2Al＋3H2O＝Al2O3＋3H2↑，一般情况下孕育剂含Al量不宜超过1.5%。（3）防止铁液氧化，适当补加接力焦，严格控制进风量。（4）在保证球化的前提下，尽量减少球化剂的加入量。（5）浇注时在铁液表面覆盖冰晶石粉，防止铁液氧化。（6）尽量降低型砂水分。（7）提高浇注速度。 2 砂眼、渣孔特征：缺陷处内部或表面充塞着型（芯）砂的小孔，称为砂眼。若缺陷形状呈不规则，内部是渣或夹杂物，则称为渣孔。砂眼防止措施：（1）提高型（芯）砂的强度及砂型紧实度，减少砂芯的毛刺和砂型的锐角，防止冲砂。（2）合型前要吹干净型腔和砂芯表面的浮砂，合型后要尽快浇注。使用冷芯砂时，尽可能分散进铁液，避免冲刷造成砂眼。（3）防止砂芯烘枯及存放时间过长。（4）合理设计浇注系统，避免铁液对型壁冲刷力太大；浇口杯表面要光滑，不能有浮砂。渣孔防止措施：（1）提高铁液过热温度，球铁、蠕铁、合金铸铁应该增加扒渣次数，温度允许的情况下，浇注前静止一段时间，以利于熔渣上浮。（2）防止铁液氧化，严格控制球化剂，孕育剂的加入量（特别是随流孕育的量），球铁采用随流孕育一定要慎重。（3）合理设计浇注系统，放置滤网片提高档渣能力，浇注包上最好安置挡渣系统，浇注时保持不断流。（4）球铁铸件在浇注以及铁液在型腔内流动过程中，由于铁液氧化，或者铁液所含各种元素与铸型、砂芯材料反应产生的渣，通常称之为“二次渣”（以区别于浇注前已存在的“一次渣”），这种渣形成的夹渣缺陷往往只能在断口上发现，成品铸件加工面上往往要经磁粉探伤才能发现。这种夹杂物主要是由氧化物（MgO、SiO2、Feo…）和硫化物（MgS、FeS、MnS…）及其它的夹杂物组成的。 “二次渣”的防止措施： ①严格控制铁液的残余镁量（一般质量分数控制在0.035%～0.055%，壁薄宜控制在下限，壁厚可控制在上限）。 ②降低原铁液含硫量，有条件的要采取脱硫处理，并提高处理温度与浇注温度。脱硫处理可以大幅度降低原铁液含硫量，能有效地减少“二次渣”。 ③适当提高球化剂的稀土含量，降低镁含量，有利于降低铁液结皮温度，减少“二次渣”。 3 缩孔、缩松特征：在铸件的厚断面，热节处或轴心等最后凝固的地方形成表面粗糙的孔洞，并且或多或少带有树枝状结晶。孔洞大而集中的称为缩孔，小而分散的称为缩松。缩孔与缩松主要是由于金属液在冷却凝固时所产生的液态收缩与凝固收缩远大于固态收缩，并在铸件最后凝固的地方得不到金属液的补充所造成的。