減少鑄件缺陷的10大準則

發布日期：2022-03-25

鑄造企業在生產過程中，難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷，造成鑄件成品率低，重新回爐生產又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關心的問題。
　　對于減少鑄件缺陷問題，伯明翰大學的教授John Campbell，John Campbell可謂是身經百戰，對減少鑄件缺陷有著獨到的見解。早在2001年，科學院金屬研究所研究員李殿中，開展熱加工過程組織模擬與工藝設計，就是在John Campbell教授的指導下完成的。一份由鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準則，希望對鑄造行業的同仁們有所幫助。
　　1、好鑄件從高質量熔煉開始
　　一旦要開始澆注鑄件，要準備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求，可采用能夠接受的低標準。然而，好的選擇是：準備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。
　　鑄造企業在生產過程中，難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷，造成鑄件成品率低，重新回爐生產又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關心的問題。
　　對于減少鑄件缺陷問題，伯明翰大學的教授John Campbell，John Campbell可謂是身經百戰，對減少鑄件缺陷有著獨到的見解。早在2001年，科學院金屬研究所研究員李殿中，開展熱加工過程組織模擬與工藝設計，就是在John Campbell教授的指導下完成的。一份由鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準則，希望對鑄造行業的同仁們有所幫助。
　　1、好鑄件從高質量熔煉開始
　　一旦要開始澆注鑄件，要準備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求，可采用能夠接受的低標準。然而，好的選擇是：準備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。
　　2、避免自由液面上產生湍流夾雜
　　這就要求避免前端自由液面（彎月面）流速過高。對于大部分金屬來說，流速控制在0.5m/s。對于封閉式澆注系統或薄壁件，流速會適當增加。這個要求也意味著金屬液的下落高度不能超過“靜滴”高度的臨界值。
　　3、避免金屬液中表面凝殼的層流夾雜
　　這就要求在整個充型過程，不要出現任何金屬液流的前端提前停止流動。充型前期的金屬液彎月面保持可運動狀態，不受表面凝殼增厚的影響，而這些凝殼會成為鑄件一部分。要想獲得這種效果，金屬液前端可以設計成連續擴展的。實際中，只有底注“上坡”能實現連續不斷的上升過程。（如重力鑄造中，從直澆道底部開始向上流）。這就意味著：底注式澆注系統；不要有“下坡”形式的金屬液落下或滑落；不要出現大面積的水平流動；不要出現由于傾倒或瀑布式流動而產生金屬液前端流動停止。
　　4、避免裹氣（產生氣泡）
　　避免澆注系統裹氣而產生的氣泡進入型腔。可以通過以下方式達到：合理設計階梯型澆口杯；合理設計直澆道，快速充滿；合理使用“水壩”；避免采用“井式”或其他開放式澆注系統；采用小截面橫澆道或在直澆道于橫澆道連接處附近使用陶瓷過濾片；使用除氣裝置；澆注過程無中斷。
　　5、避免砂芯氣孔
　　避免砂芯或砂型產生的氣泡進入型腔金屬液中。砂芯保證非常低的含氣量，或者采用適當的排氣以阻止砂芯氣孔產生。除非能保證干透，否則不能用黏土基砂芯或模具膠。
　　6、避免縮孔
　　由于對流影響及不穩定的壓力梯度，厚大截面的鑄件是無法實現向上補縮。所以要遵循所有的補縮規律來保證良好的補縮設計，采用計算機模擬技術進行驗證，實際澆注樣件。控制砂型和砂芯連接處的飛邊水平；控制鑄型涂料厚度（如果有的話）；控制合金及鑄型溫度。
　　7、避免對流
　　對流危害與凝固時間有關。薄壁和厚壁鑄件都能不受對流危害影響。而對于中等壁厚鑄件：通過鑄件結構或工藝來降低對流危害；避免向上補縮；澆滿后翻轉。
　　8.減少偏析
　　偏析并控制在標準范圍內，或客戶允許的成分超限區域。如果可能，盡量避免通道偏析。
　　9、減少殘余應力
　　輕合金固溶處理后不要進行水（冷水或熱水）介質淬火。如果鑄件應力看起來不大，可采用聚合物淬火介質或強制空氣淬火。
　　10、給定基準點
　　所有的鑄件都給定用于尺寸檢查和加工的定位基準點。

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