如何避免铸造中夹渣缺陷？

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：6.增加加工量和补贴量设计铸造工艺时，在易于出现夹渣缺陷的部位，适当增加加工量、补贴量或集渣道等，待机械加工时去掉。

曲轴经机械加工后，在浇注位置的上表面（如轴颈等部位）和砂芯下表面等，会出现夹渣缺陷，有的呈层状分布，厚度可达5～20mm，有的呈块状。

一、产生夹渣的主要原因

夹渣缺陷区域的主要组成物为MgO、MgS、MnS、SiO₂、Fe₂O₃等和氧化物渣。产生夹渣的主要原因如下：

1）铁液在熔炼、球化和孕育处理过程中，生成了较多的硫化物和氧化物渣等。如铁液中的硫与锰作用，生成MnS；硫与球化剂镁作用，生成MgS；镁、铁和硅等元素的氧化及相互作用等，生成MgO、SiO₂和Fe₂O₃等氧化物渣。

2）以上过程中生成的较大量的硫化物和氧化物渣等，未被彻底清除和进行净化处理，仍有部分停留在铁液中。浇注系统的集渣、除渣能力不强，致使部分氧化物渣随着铁液流入型腔内。

3）铁液在浇注及在型腔内流动的过程中，不是很平稳地流动，出现了翻滚、冲击或飞溅等现象，使铁液不断与空气接触或卷入空气等，发生氧化反应而产生二次氧化物渣等。

4）铁液的浇注温度过低，流动性差，使得铁液中的残余氧化物渣不易上浮和被排出。

二、防止产生夹渣缺陷的主要对策

防止产生夹渣缺陷的对策主要有两方面：一方面是尽量减少硫化物和氧化物渣量；另一方面是将新产生的渣物彻底清除掉，使其不停留在铸件上。主要措施如下。

1.将原铁液中的硫、氧含量降至最低

严格控制炉料的选用，如采用优质低硫生铁和脱硫措施等，将硫的质量分数降至0.02%以下。尽量降低含硫量，可降低MgS、MnS等硫化物渣量，并可降低球化剂镁和稀土的加入量。如当采用稀土镁硅铁球化剂冲入法时，其加入量为1.2%～1.4%。

2.减少球化剂加入量

在能保证球化良好的前提下，应尽量减少球化剂的加入量，从而可大量减少硫化物和氧化物渣量。

3.对已经生成的硫化物和氧化物渣等进行较彻底的清除

1）铁液在炉前进行球化、孕育处理，用稀渣剂（如冰晶石粉等）、除渣剂（如珍珠岩粉等）等扒渣3～4次。

2）在随流孕育和型内孕育过程中，严防孕育剂渣进入型腔中。

3）在浇注箱内设置阻渣闸，在浇注系统中设置过滤网、集渣包等，防止少量残留渣流入型腔内。

4.防止产生二次氧化物渣

设置合适的浇注系统，使铁液在浇注及在型腔内流动的过程中，保持很平稳，不出现翻滚、漩涡、冲击和飞溅等现象。如果铁液不断与空气接触或卷入空气等，会增加其被氧化机率而产生二次氧化物渣等。

5.控制浇注温度

适当提高铁液的浇注温度，增加流动性，使铁液中的夹渣物易于上浮，形成的夹渣层较薄，经机械加工后可以去掉。在确保浇注温度和球化良好的前提下，于浇注前让铁液镇静2～3min，使渣物上浮而被除掉。

6.增加加工量和补贴量

设计铸造工艺时，在易于出现夹渣缺陷的部位，适当增加加工量、补贴量或集渣道等，待机械加工时去掉。

7.采用低压铸造工艺

大型球墨铸铁曲轴采用低压铸造工艺，充分发挥低压铸造的独特优点，使含渣量极少的优质铁液在压力的作用下，始终保持很平稳地充满铸型，避免产生二次氧化物渣，是防止产生夹渣缺陷的有力措施。