2019年第2期
热加工
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F锻造与铸造
orging &
Casting
原因分析与防止方法
■王姗姗，程凯，靳宝，赵新武
摘要：结合生产实践，依据缩松、缩孔、凹陷等缺陷的特征分类，整理了产生的原因，以及采取的纠正预防措施。有关书
籍对缩松、缩孔的产生均有阐述，只是进一步结合几种材质作了补充和整理，以求不断地完善。
关键词：缩松；缩孔；原因分析；防止方法
一、缩松
1. 特征
在铸件内部有许多分散小缩
孔，其表面粗糙，水压试验时渗
水。典型案例如图1～图5所示。
发现方法：用机械加工、磁
粉探伤可发现。
2. 原因分析
（1）工艺设计不合理。铸
件的结构、形状及壁厚的影响。
断面得不到足够的补缩。
（2）浇注系统、冷铁、冒
差。
（3）浇注温度不合理，温
度太高或太低均会影响冒口的补
缩效果。
（4）铸型紧实度低，铸型
刚度差。石墨化膨胀造成型腔扩
大，铸件收缩时由于补缩不足形
成缩松。
图1 缩松
图2 硅钼球铁4mm处缩松
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图4 硅钼材质蜂窝状显微缩松
图3 高镍奥氏体球铁的缩气孔
图5 接触热节产生的缩松
图6 鸭嘴顶冒口
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（5）碳、硅含量低，磷含量较高；凝固区间大。硅钼和高镍球墨铸铁对碳、硅含量和氧化铁液的敏感性特大，铁液严重氧化或碳、硅量低时，易出现显微缩松。即便在薄壁处也容易出现缩松（见图2、图3、图4）。
（6）孕育不充分，石墨化效果差。
（7）残余镁量和稀土量过高。钼含量较高时也会增加显微缩松。
（8）浇注速度太快。（9）炉料锈蚀，氧化铁多。（10）铁液在电炉内高温停放时间太长，俗称“死
铁水”，造成严重氧化。
（11）冲天炉熔炼时底焦太底，风量太大，元素烧损大，铁液严重氧化。
（12）冒口径处形成接触热节产生缩松（见图5）。
（13）压箱铁不够（或箱卡未锁紧，箱带断裂等），浇注后由于涨箱造成缩松。
3. 防止方法
（1）适当提高铁液碳、硅含量（以不产生石墨漂浮为度，经验公式为：w C ＋1/7w Si ＞
3.9%。应充分孕育，提高铸件自补缩能力。薄壁件碳当量可提高到
4.7%左右。
（2）在保证球化的前提下，适当减少残余镁量，保证适当的稀土残余量（一般0.02％～0.04％）。当硫含量很低，特别是用高纯生铁时，稀土残余量更低。
（3）尽量减少硫、磷含量。（4）提高铸型紧实度，以利于铁液石墨化膨胀时得到自补
缩。
（5）合理布置浇冒口和冷铁，适当提高浇注温度，加强冒口的补缩能力。
mum-147（6）改进铸件的结构，减少铸件壁厚的不均匀性。
（7）浇注后期适当慢浇，以利充分补缩。
（8）当缩松产生在接触热节时，应采用冒口径为宽、薄、短型冒口，并尽量加大冒口径和冒口连接处的斜度，或将冒口放在热节的侧面，采用避开热节均衡凝固的方法。风机消音器
（9）高镍球墨铸铁流动性更差，冒口补缩时宜用保温冒口或热冒口。
（10）较长铸件顷斜浇注，冒口位于最高处，以增强补缩效果。
（11）防止铁液氧化，特别是硅钼球墨铸铁铁液氧化严重，碳当量低时极易在薄壁和夹角处产生缩松或显微缩松（见图2）。
（12）锈蚀严重的炉料要抛丸后再使用。
（13）对于孤立热节无法用冒口补缩时，可采用以下几种方法：①将有热节的面放在下箱。②由于铸件的结构问题，无法将有热节的面放在下箱时，可在热节的上方扎冷却筋。③提高碳当量，充分利用
石墨化膨胀产生的自补缩效果。④手工造型时在热节处放置冷铁或在局部位置用激冷砂。⑤在孤立热节上方制作随形激冷砂芯，加快该部位的冷却速度。⑥在孤立热节的顶部做活块砂芯，砂芯上制出鸭嘴冒口，加强对孤立热节的补缩（见图
6）。⑦适当改变铸件结构，增加补缩通道。⑧在孤立热节的侧边放置冒口，冒口颈靠近且避开热节的补缩方法，既可以起到补缩效果又便于清理铸件。
（14）要有足够的压箱铁，箱卡要牢固，并封好封箱泥。
（15）碳化硅预处理也能减少缩松倾向。
（16）对于“死铁水”可采用补加炉料或碳化硅重新熔化。
二、缩孔
1. 特征
在铸件热节处产生形状不规则、表面粗糙的集中孔洞，如图7所示。缩孔常伴随有气孔的特征，俗称缩气孔（见图3）。发现方法：用机械加工、磁粉探伤可以发现。
图7 缩孔
2. 原因分析
（1）冒口补缩不足。 （2）冷铁设置不当。 （3）内浇口位置不当。 （4）砂型紧实度不够。 （5）碳、硅含量低，磷含量较高，凝固区间大。麦克风咪头
（6）浇注温度过高，增加了液体收缩值。
（7）浇注温度太低，影响了冒口的补缩效果。
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3. 防止方法
（1）正确选择铁液化学成分，提高碳当量（以不产生石墨漂浮为度）
（2）适当增加孕育量。（3）对于大件，可在冒口处补浇铁液。
（4）控制适宜的浇注温度。（5）适当增加冒口尺寸，尽可能采用热冒口。
（6）在厚壁处放置冷铁，与冒口配合使用，创造合理的凝固条件。背胶橡皮布
（7）正确选择浇注位置和浇注系统，造成均衡凝固或顺序凝固。
（8）提高铸型紧实度以利于铁液石墨化膨胀时，得到自身补缩。
生产中需注意的是，缩松和缩孔是一对“孪生兄弟”，没有严格的区分界线，且有时伴随气体形成缩气孔。
三、凹陷
1. 特征
大气压把尚有塑性的铸件表
面压凹形成凹陷，如图8所示。
发现方法：目测可发现。
图8 凹陷
2. 原因分析
（1）铸件局部较厚，铁液补缩不够。
（2）冒口与补缩处太近，造成局部砂型过热，铁液冷却缓慢，易在铸件靠近冒口侧面缩凹。
3. 防止方法
（1）在凹陷处适当引入热铁液。手工造型时可在凹陷处放置冷铁。
（2）合理设置冒口径（宽、薄、短）。
（3）其余参照缩孔、缩松的防止方法。
四、结语
影响铸铁件缩松、缩孔及凹陷缺陷的因素很多，但是铸件结构、炉料选择，冶金质量、铸造工艺、员工操作都会对其产生影响，要具体问题具体分析，本文仅只是依据多年生产实践，谈一点粗浅的体会，供参考。
参考文献：
[1]赵新武，赵希勇，田书涛，
等.均衡凝固技术在高镍球铁（D5B ）材质上的应用［J ］.铸造技术，2008（10）：1421-1423.
[2]张居卿，赵新武.数值模拟
技术在排气歧管产品开发中的应用［J ］铸造，2012（10）：1152-1155.
[3]程武超，赵新武，党波
涛.球化合金和孕育方法对GhMoRct(QTRSi4Mo1)球墨铸铁组织及性能的影响［J ］.铸造，2010（2）：149-152.作者简介：王姗姗、程凯、靳宝、赵新武，西峡县内燃机进排气管有限责任公司。
20181017
理，使得充型快，排气时间短。③浇注速度与负压度不匹配，气化产生的气体不能及时排出。④烘干时间不足，模样干燥不彻底。
解决措施：涂层厚度严格控制在1.0～1.2mm ，涂料配方及涂刷工艺按操作规程执行，核算浇注系统，保证充型平稳，无“呛
火”等现象发生，控制浇注时间小于或等于模样完全气化并排出的时间。
4. 结语
针对消失模铸造卡箍产品出现的质量问题，我们加强对消失模铸造卡箍试验过程中的缺陷产生原因的研究与分析，积极探讨和制定防止措施，精确了工艺参
数，严控操作过程，确保了消失模铸造卡箍质量的稳定性，并逐步开发卡箍系列产品推向市场，使企业获得了更大的经济效益。
作者简介：孙帅，铁煤集团机械制造公司铸造车间，副主任，工程师。
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