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1、第一章 铸造缺陷,引 言,1、多肉类 如飞翅、毛刺、冲砂、掉砂、抬箱等。 2、空洞类 如气孔、针孔、缩孔、缩松等。 3、裂纹、冷隔类 如冷裂、网状裂纹、白点等。 4、表面缺陷类 如表面粗糙、粘砂、龟裂等,5、残缺类缺陷 如浇不足、型漏、炮火等。 6、形状及重量差错类缺陷 如铸件变形、偏心、缩沉等。 7、夹杂类缺陷 如夹杂物、夹渣、砂眼等。 8、成分、组织及性能不合格缺陷 如物理性能不合格、金相组织不合格、断晶、偏析、球化不良，石墨粗大等。,第一节 多肉类缺陷,灰铸铁 湿型,由于砂芯与芯座之间的缝隙过大、砂芯尺寸太小、或下芯前砂芯磨削太多而造成的毛刺。右上方是夹砂结疤。,2、毛刺,定义：铸件表面
2、上刺状金属突起物，常出现在型和芯的裂缝处，形状极不规则。呈网状或脉状分布的毛刺称脉纹,灰铸铁 湿型,灰铸铁冠，直径150mm，湿型铸造，由于型砂收缩过大，致使砂型表面开裂，造成脉纹。应降低砂型中的粘土量和水分，或增加煤粉量。 湿型表面产生脉纹与夹砂结疤同在如图。,3、抬型 （抬箱）,定义：由于金属液的浮力使上型或砂芯局部或全部抬起， 使铸件高度增加的现象,可锻铸铁 湿型,可锻铸铁刹车鼓，由于压铁太轻导致上型抬起，从而使铸件产生一层披缝。,4、胀砂,定义：铸件内外表面局部胀大， 重量增加,湿型铸钢件,干型铸钢件 （手工舂制应逐层舂紧）,5、冲砂,定义：砂型或砂芯表面局部砂子被金属液冲刷掉， 在铸
3、件表面的相应部位上形成的粗糙、 不规则的金属瘤状物。常位于浇口附近， 被冲刷掉的砂子在铸件其他部位形成砂眼。,铸铁 湿型,6、掉砂,定义：砂型或砂芯的局部砂块在机械力作用下掉落， 使铸件表面相应部位形成金属突起物， 其外形与掉落砂块很相似。在铸件其他部位往往出现砂眼或残缺，这种缺陷产生在砂型的薄弱部分。各种砂型铸造,各种砂型铸造,青铜集电环 合型前下型的砂块脱落,刹车片 合型前下型的砂块脱落,铸钢 熔模精密铸造,7、外渗物 （外渗豆）,定义:铸件表面渗出来的金属物。多呈豆粒状。一般出现在铸件的自由表面上， 如明浇铸件的上表面， 离心浇注铸件的内表面等， 其化学成分与铸件金属往往有差异.,铜合金
4、 湿型,铸铁 离心铸造 有磷化物渗豆的高磷铸铁管碎块 铸件在凝固过程中，由于石墨化和气体的析出，而产生的内压力以及高含磷量，会促使这一缺陷的形成。,铝合金 金属性铸造 有渗豆的铝合金缸盖 消除缺陷的措施： 将热处理炉的温度降到正常值,第二节 孔洞类缺陷,1、气孔及针孔,气孔：在铸件内部、 表面或近于表面处有大小不等的光滑孔眼。形状有圆的、 长的及不规则的、有单个的，也有聚集成片的。颜色为白色或带一层暗色，有时覆有一层氧化皮 针孔：一般为针头大小出现在铸件表层的成群小孔。铸件表面在机械加工12mm后可以去掉的称表面针孔。在机械加工或热处理后才能发现的长孔称皮下针孔,缺陷形成的原因,消除缺陷的措施
5、,铸铁缸套碎块（湿型）切削加工时出现的气孔，可能是水气凝聚在砂芯的表面上（型砂温度过高，水分过多砂型的透气性过低）,铸钢（干型）件气孔，没有充分脱氧,锡青铜铸造（干型）的青铜喷嘴，由于熔炼过程中吸收气体二造成的气孔,可锻铸铁引渣铁而形成的表面针孔,可锻铸铁（湿型）件由于金属与熔渣发生反应而形成的表面针孔,有局部皮下针孔的铸钢泵体（湿型）,皮下针孔的球墨铸铁件（湿型）,2、缩孔,在铸件厚断面内部， 两交界面的内部及厚断面和厚断面交接处的内部或表面形状不规则， 孔内粗糙不平， 晶粒粗大,有敞露缩孔的铸铁件（湿型）,左边件在正对浇口的内角处有内角缩孔的铸钢件（湿型） 右边件浇口开在一侧边起冒口作用，
6、铸钢件完好,带有砂芯面缩孔的铸铁飞轮（湿型）铸件,铝合金（金属型）有内部缩孔的铸件,砂型铸造黄铜铸件（湿型）中性线收缩裂缝位于缩松区减少黄铜中的铁锡含量并降低浇注温度，缺陷可消除。,中心线缩孔,3、缩松及疏松,在铸件内部微小而不连贯的缩孔，聚集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小的孔眼。,搪瓷铸铁（湿型）浴缸碎块,上图碎块断面上有缩松区，下图缩松区右方的搪瓷层上有很多小孔斑。 这是上搪瓷后产生的二次缺陷，可能是有缩松的铸件在上搪瓷的过程中放出气体造成的。这种缩松是由于含碳过高的过共晶铸铁在凝固阶段析出过量石墨引起膨胀造成的。 消除缺陷的措施：舂紧砂型以增加刚度，尽可能降低C、Si、P的含量
7、。,灰铸铁（湿型）汽缸头的碎块,金属中析出的气体造成疏松微观气孔群（这类孔群的典型外观黑点），缺陷成因是在5mm厚的断面上，金属与夹渣接触发生反应。,第三节 裂纹、冷隔,1、冷裂,容易发现的长条形而且宽度均匀的裂纹。裂口常穿过晶粒延伸到整个断面 1、机械冷裂,通常是一种不明显的裂纹，因为铸件一般是裂而未断。从铸件的设计看，在冷却过程中本不应因收缩受阻而产生的裂纹。,2、应力冷裂,裂缝的端口明显可见，裂口的边缘锋利，宽度不变。并且断裂延及整个断面。断面一般具有冷裂的特征，如果断裂面氧化（黑色金属和铜基合金）则属于应力热裂。,湿型铸造的灰铸铁缝纫机皮带轮，出现规律性的应力冷裂，该铸件的浇口置于轮缘
8、处，因此增加了轮缘处的断面厚度，促使冷裂变得更加严重。 有效地措施：减小轮缘的断面尺寸，并将浇口开在中心的轮毂上。,2、热裂,在铸件上有穿透或不穿透的裂纹 （主要是弯曲形的），开裂处金属表皮氧化。 1、机械热裂 通常是一种不很明显的裂纹，因为铸件一般是裂而未断。裂口的表面可能因氧化而变色。从铸件的设计来看，在冷却过程中，本不应因收缩受阻而产生裂纹。 缺陷成因：红热状态时装卸不当或铸件落砂温度过高，造成铸件的破坏。 消除缺陷措施： (1)当铸件还处于红热状态时，落砂和装卸操作应细心； (2)铸件在铸型内应充分冷却； (3)对金属型铸造而言，要推迟开型，使用顶杆，保证铸型安装正确。,铝合金 金属型
9、铸造,由于铸件出型过早或出型操作不当导致金属型铸造的小型铝合金铸件变形和开裂。 消除缺陷的措施：延长金属型的生产周期和加大金属型的型壁斜度毅力铸件出型。操作者应认真工作，勿使铸件过早出型。铸件的出型方向应与分型面垂直。,2、应力热裂,形状不规则，深浅不一的晶间裂纹。裂口常呈现细密的树枝状结晶，且表面氧化。 这类缺陷最常发生在铸件上存在着内应力的最后凝固的断面处（如厚、薄断面的交接处、内角处等）。,缺陷成因： 1.基本机理：合金在凝固过程中，当其温度接近固相线时受到应力或变形的作用。 2.一般成因： （1）铸件设计有误，使铸件的收缩受阻（断面薄厚过于悬殊；断面薄厚突然改变；分叉和交接的断面过多）
10、。 （2）由于铸型方面的原因，阻碍了铸件的收缩（铸型和型芯的退让性太差；金属型的表面粗糙不平；型砂熔融烧结）。 （3）由于砂型发生膨胀或变形（热的砂型火金属型部件）。 3.金属型铸件火压铸件产生应力热裂的原因： （1）铸件在金属型内的冷却时间过长； （2）铸件的出型斜度太小，阻碍了铸件的收缩； （3）开型过早，铸件在出型是开裂； （4）取出金属芯时，由于金属芯歪斜或导向装置不良，导致铸件热裂； （5）顶杆的位置不当，是铸件产生弯曲应力； （6）由于浇注温度过高，或砂芯圆角太小而产生热节； （7）液体金属流量太小。,消除缺陷措施： 1.从上述“一般原因”中采取改进措施。 2.在预先能估计到容易产
11、生应力的部位，和凝固较迟的部位，放置散热片片或冷铁 3.熔炼方面： （1）铸钢：必须充分脱硫（含硫量应小于0.02%）、脱氧，缩短浇注时间； （2）轻金属：进行细化晶粒处理。,4.熔炼方面的原因：某些合金可我能由于化学成分不正确，而对应力热裂较为敏感。 （1）铸钢：含硫量或含铝量过高； （2）可锻铸铁：碳硅含量偏少，加上浇注温度过高，使合金具有较高的收缩特性； （3）铸铁件（特别是采用金属性铸造）：轧钢机轧辊含磷量不足； （4）锡青铜：铅偏析,图为法兰的铸钢管，表明了热裂的产生和几种可能的改进措施,铸钢的应力热裂，断口呈树枝状结晶,铬镍钢铸件壁上的应力热裂,铸钢件应力热裂,可锻铸铁链轮应设计不
12、当热裂,3、热处理裂纹,铸件在热处理过程中， 出现的穿透或不穿透的裂纹， 其断口有氧化现象,这是一种肉眼可见的裂纹，具有清晰地锋利边缘和均匀的缝隙宽度。淬火开裂可能只发生于铸件表面，也可能深透到整个断面。黑色金属铸件的裂口，因受热会改变颜色。,消除缺陷的措施：改用冷却速度低的淬火液，如用热水或油。检查淬火温度，也可改进铸件的设计。,淬裂的铝合金铸件,4、白点 （发裂）,钢中主要因氢的析出而引起的缺陷。在纵向断面上， 它呈现近似圆形或椭圆形的银白色斑点， 故称白点； 在横断面宏观磨片上， 腐蚀后则呈现为毛细裂纹， 故又称发裂,5、冷隔,在铸件上有一种未完全融合的缝隙或洼坑，其交接边缘是圆滑的,冷
13、隔缝呈线条状，并带有圆角的棱边。这类缺陷具有独特外形，且深浅不一，可能延及断面一部分，也可能穿透整个断面。最轻的冷隔只有一条带圆角棱边的浅槽。 冷隔发生于铸件的宽大表面、难填充的薄壁断面或者两股金属流股在型腔中的汇合处。,球墨铸铁托架,图左前方铸件的球体部分带有明显的冷隔。 主要原因：由于浇口杯中心与直浇道中心未对准，降低了液态金属充满铸型的速度。 消除缺陷措施：将浇口杯底部扩大以消除浇口对不准的可能性，在球体上方开设通气孔，以消除浇注时型腔内产生的气体背压。,6、浇注断流,铸件表面某一高度可见的接缝。接缝的某些部分接合不好或分开,铸铁（湿型）断流冷隔，浇包容量太小，未能充满型腔，欠缺的铁水又
14、第二个浇包补浇。但由于补浇不及时，先注入铸型的铁水已经开始凝固。因此两部分铁水未能熔合，致使铸件分成两半。,第四节 表面缺陷,1、鼠尾,鼠尾是一种较浅（小于5mm） ，边缘呈锐角状的不规则凹槽的表面缺陷，它的下面可能夹有型砂，通常只发生在铸件下箱水平面上。,缺陷成因： 与夹砂结疤相同。 由于金属流股的热量，使砂型的表层内部形成以高湿度的水分冷凝层，砂粒的膨胀引起表层翘曲，并与冷凝层脱开。起翘的砂层引体积增大而在金属流股的两边向内延伸见图1、2。 两边起翘的砂层在型腔浇满后未能被金属压平，就在铸件表面形成了叫鼠尾的沟纹件图3、a。,鼠尾的深度（而不是长度）可用来说明型砂是否容易产生这种缺陷。 消
15、除缺陷的措施可参考夹砂结疤缺陷的消除措施，特别重要的是在型砂中添加煤粉。,a,b,2、沟槽,铸件表面上边缘光滑的沟槽，通常呈分支状，深度约为2mm。 铸件上的所有表面均可能发生此种缺陷，但一般多发生在上箱和下箱的水平面。,缺陷成因： 此种缺陷是夹砂结疤的初级阶段，石英的膨胀使型壁向型腔内拱起并破裂，但金属尚未进一步进入其下部相邻的空腔（金属进入下部相邻的空腔为夹砂结疤）。（消除措施参考夹砂结疤）,3、夹砂结疤 （夹砂）,典型夹砂结疤：位于上型的水平表面（上型面夹砂结疤）和位于下型的水平表面（下型夹砂结疤），而很少发生在型腔的垂直面上 缺陷见于各种黑色金属和铜合金砂型铸件。,厚度为几毫米，只有少
16、数几处与铸件相连接的不规则金属突起，一般情况下边缘锋利，与铸件表面平行且表面粗糙。 在夹砂结疤缺陷的下方，铸件表面呈现凹痕，其形状和深度与夹砂结疤的形状和厚度相同。 。,剖视图,俯视图,沟槽,缺 陷 成 因,1.上型面夹砂结疤 （1）型壁形成以低强度的水分凝结层，接着形成一层干砂层，其膨胀受到两侧型壁阻碍，使之受压而拱起。当液态金属上升接触砂层时，液态金属的压力将拱起的沙层顶回，使砂层破裂。于是，液态金属进入砂层背后的空间，形成一薄层金属凸起，构成夹砂结疤。如果液态金属未流入砂层背后的空间，则会形成沟槽。,（2）型壁形成以低强度的水分凝结层，接着形成一层干砂层，其膨胀没有受到两侧型壁的阻碍，因此砂层没有破裂。但当它的一端因膨胀而伸入型腔内时，就会与背后的砂分离。液态金属进入砂层背后的空间，使铸件的内角处产生一片状金属凸起，这就是角部结疤。,R=鼠尾 S=夹砂结疤,2.下型面夹砂结疤:液态金属流股进入型腔，很快形成一低强度的水分凝结层，由于压缩应力而在型壁中造成很大阻碍就形成一个干砂层（只限于冷凝结层长度方向的区域内）。,（1）干砂层未与背砂
