铸造过程中常见的铸造缺陷及解决方法有哪些？

2025-01-03 13:46:55 点击数：0

在铸造行业复杂精细的铸造过程中，尽管工匠们努力做到尽善尽美，但由于涉及的变量和工序较多，一些铸造缺陷仍然时常出现。了解这些常见问题及其相应的解决方案对于提高铸件质量和降低废品率至关重要。

一、沙洞

砂孔是较常见的缺陷之一，表现为铸件表面或内部散在或密集的小孔，内部充满型砂颗粒。主要原因源于模具：一方面是型砂强度不够。在金属液的冲击和侵蚀下，型砂很可能脱落并混入金属液中，最终形成砂孔。例如，一些小型铸造厂为了节省成本，选用了结合剂用量少、强度远低于标准的劣质型砂，导致砂眼现象频发。另一方面，模具的致密程度参差不齐。铸造时局部疏松区域很容易被熔融金属冲破，夹带型砂形成砂孔。

解决办法：首先，保证型砂质量。型砂选用优质原料，严格按配方混合，保证足够的强度。一般情况下，可以监测型砂的抗压强度。例如，在普通砂型铸造中，型砂的抗压强度需要达到0.3～0.5MPa。同时，在成型过程中，采用适当的压实方法，如机械振捣、压实等，保证模具各部位的密实度均匀。对于大型铸型，常采用高压压实，将致密度偏差控制在很小的范围内，有效减少砂眼缺陷。

二.气孔

气孔在铸件内部表现为圆形、椭圆形或不规则的空腔，通常充满气体。主要原因有两个：一是熔融金属在熔化过程中吸收气体。例如，熔化铝合金时，如果熔化环境湿度较高，熔化的金属就会吸收大量的氢。铸件凝固时，气体无法逸出，形成气孔；二是模具的透气性差。金属液冷却凝固时产生的气体难以排出，积聚在铸件内部形成气孔。曾经有一家铸造厂，生产铸铁管件。由于型砂透气性不合格，气孔缺陷率一度高达20%，严重影响产品质量。

解决方案：针对熔液吸收气体的问题，可在熔炼过程中采用精炼脱气工艺。例如，可以将惰性气体氩引入到铝合金熔体中。上升的气泡带走氢气，使金属液中的气体含量降低到合格范围。针对铸型的透气性问题，优化型砂配方，增加型砂的透气性。例如，在型砂中添加适量的木片和其他渗透调节剂。同时，合理设置排气通道，如在模具上开设排气孔或采用排气销，保证气体顺利排出，有效控制气孔缺陷。

三．填充不完全

不完全充型是指铸件没有被熔融金属完全充满，造成局部缺料的现象。这通常是由于铸造速度太慢或铸造温度太低造成的。当铸造速度慢时，金属液在流动过程中散失热量很快，其流动性变差，无法到达型腔的各个角落；温度过低，金属液本身流动性差，难以填充复杂型腔。这种缺陷在铸造一些薄壁、结构复杂的精密铸件时特别容易出现。

要解决充型不完全的问题，需要精确控制铸造速度和温度。对于不同的金属和铸件，应根据经验和实验数据确定合适的铸造参数。例如铸造薄壁铜合金件时，铸造速度可比普通铸件快10%～20%，温度可控制比铜常规铸造温度高30℃～50℃确保熔融金属有足够的流动性和冲击力，完全充满型腔，避免填充不完全。

四．冷隔

冷隔的特点是铸件表面出现未完全熔化的线状间隙，就好像熔融金属被分成两股或多股，没有很好地融合。主要原因是金属液的浇注温度太低，使各股金属液相遇时，因温度低而不能达到良好的熔合；或浇注过程中断，导致前后注入金属液温差较大，无法融为一体。冬季在低温环境下铸造时，出现冷隔缺陷的概率会明显增加。

解决办法：需要严格控制浇注温度，根据环境温度和浇注特性进行适当调整。例如，在寒冷季节，铝合金的铸造温度可提高20℃—30℃；同时，优化铸造工艺，保证铸造过程连续稳定，避免停顿，减少冷隔缺陷，保证铸件的外观和内在质量。

五、缩孔和孔隙

缩孔是铸件在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩没有得到足够的液态金属补充而在铸件最后凝固部分形成的大孔；孔隙率是指缩孔周围存在的一组分散的小孔。这与金属的凝固特性有关。有些合金会发生糊状凝固。糊状区的液态金属无法有效补缩，因此容易产生缩孔和气孔。例如，钢铸件由于其凝固范围较宽，因此比铸铁铸件更容易出现此类缺陷。

针对这一缺陷，可采用冒口进料工艺。在铸件容易出现缩孔的部位设置冒口。冒口中的熔融金属最后凝固，利用其液态金属来补充铸件的收缩。同时，利用激冷件加快铸件局部冷却速度，引导凝固顺序，将缩孔和气孔转移至冒口，最后去除冒口，获得致密的铸件。

综上所述，铸造过程中的铸造缺陷需要从原材料、工艺参数、模具等方面综合排查原因，并采取针对性的解决方案。通过不断优化和精细控制，可以生产出高质量、无缺陷的铸件，满足各行业对金属制品的需求。

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