低压铸造常见缺陷及防止措施

1.低压铸造典型缺陷

低压铸造中铸件缺陷主要是气孔、缩孔、缩松、针孔、夹渣和表面缺陷等产生的原因是错综复杂的、多方面的。一种缺陷可能有几种产生原因，某一种原因又可能产生不同缺陷，这就说明缺陷产生的因素是相互联系而又不断变化的，必须根据当时的条件具体地分析，以便采取相应的措施，防止缺陷的产生。

（1）缩孔、缩松 合金在冷凝过程中，由于体积的收缩而在铸件的心部或局部厚壁的热带区形成的管状（或喇叭状）或分散孔洞称为缩孔，形成的细小孔隙称为缩松。

缩孔的相对体积与金属液的温度、冷却条件等有关。金属液的温度越高则液体与固体之间的体积差越大，而缩孔的体积也越大。因此，铸件的浇注温度要尽可能降低。

向薄壁铸型中浇注金属时，型壁迅速受热，而冷却型壁的空气则是热的不良导体。因此，型壁越薄，则受热越快，金属液也越不易冷却，在刚浇注完铸型时，金属液的体积就越大，金属冷凝后的缩孔也越大。铸型的预热对缩孔体积的增大有着同样的影响。

产生缩松的主要原因与缩孔相同，也是由于金属凝固时的体积收缩所造成因此，在缩孔附近一般常存在着较多的缩松。

（2）气孔、针孔 缺陷特征：汽轮铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过抛光发现，内部气孔、缩孔可通过X射线透视或机械加工发现，气孔、气泡在X射线底片上呈黑色。

金属在熔融状态时能溶解大量气体。在冷凝过程中，由于气体的溶解度随温度的降低而急剧地减小，致使气体从液态金属中释放出来。此外，大多数气体在液态金属中的溶解度又远较在固态金属中大，故金属在结晶时也会释放出大量的气体。若此时金属已完全凝固，则气体不易逸出，有一部分就包溶在还处于塑性状态的金属中，而形成气孔，这种气孔称为气泡。

铸件中最常见的气泡是圆形或椭圆形的，在铸件的各个部位都可能出现最常见的是存在于原始晶粒各个晶粒的表面之间以及枝晶的轴间空隙内。在后一种情况中，气体占据了收缩空隙的位置，并加剧了收缩程度。此时气泡的形状常常不是圆形或椭圆形，而倾向于网络状分布。如果铸件的冷却时间很长则大量析出的气体常处于最后凝固的心部或在截面最厚处的收缩空隙内。

在浇注过程中，由于浇注速度过快，把气体卷入而引起的气泡，其外形同金属中析出而产生的圆形或椭圆形的气泡相似，但气泡的颜色有显著差别，金属中析出的气体大部分是H₂，通常不与金属起作用，所以气泡壁具有光亮的金属光泽；但因空气卷入而引起的气泡，则常由于金属在高温时与空气中的氧作用而发生氧化，致使气泡壁呈灰褐色或暗黄色。

金属的表面或任何剖面，用肉眼或低倍放大镜即能观察到的小气泡称为针孔。针孔和气泡一样，也是由于气体的逸出而产生的。

低压铸造产生气孔的原因：浇注速度过快而引起充型部平稳；型腔排气条件差；铸型预热或冷铁处理不当；升液管漏气。

（3）氧化夹渣 低压铸造的铸件，常常产生氧化夹渣。缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色。(www.xing528.com)

氧化夹渣产生原因主要有：连续生产时，往坩埚中补加金属液时，氧化夹渣被冲进浇注管，浇注时又被带进铸型；浇注管的液面反复升降造成的氧化皮浇注过程中加压速度过快，由于喷溅而产生的氧化皮，或因铸型材料和涂料的脱落而造成的夹渣；炉料不清洁，回炉料使用量过多；浇注系统设计不良，冲型时设置不当，合金液中的熔渣未清除干净，浇注操作不当也会带入夹渣。

（4）冷隔 主要表现在铸件的分层，对流的金属没有能很好地溶成一体形成冷隔的主要原因是气隔。因为金属液在充型过程中，主要是受到两方面的作用力，一是坩埚中的压力使它上升，而型腔中的气体的反压力妨碍它向上升如果铸型各部排气不均衡，在排气顺利的地方出现低压区，进入型腔的金属液在压差的作用下自然会首先冲向低压区，结果金属液面的平稳性被破坏了，低压区的排气通道被先冲上来的金属液堵死了，到主流上来时，气体排不掉而被夹在中间形成气隔。

（5）裂纹 裂纹缺陷包括铸造裂纹和热处理裂纹两种。铸造裂纹沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹，在体积收缩较大的合金和形状较复杂的产品铸件容易出现。热处理裂纹常呈穿晶裂纹，常在产生应力和热膨胀系数较大的合金冷却过剧时，或存在其他冶金缺陷时产生。

裂纹缺陷产生原因有：铸型结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊；砂型（芯）退让性不良；铸型局部过热；金属液温度过高；从铸型中取出铸件过早；热处理加热时过热，冷却速度过快；冲型时冷却铸型局部温度设置不当。

2.主要防止措施

（1）缩松、缩孔 产生缩孔或缩松与金属合金的性能有关系。共晶成分的合金是在一定的温度时结晶，所以大多产生集中的缩孔；非共晶成分的合金则大多产生小的缩松。

在考虑铸型结构时，应着重注意创造顺序凝固条件。在工艺方面，应注意冷却速度和涂料的厚度。

（2）气孔 为了获得无气孔的铸件，应该充分注意铸型的排气条件和充型速度。具体措施包括：适当预热铸型；在满足浇注要求的前提下，适当降低浇注温度，减慢浇注速度；优化型腔排气条件。

（3）夹渣 往坩埚中补加金属液时，最好在升液管口或在铸型浇注系统部分采用过滤网。要保证充型速度平稳上升，无冲击喷溅现象。具体措施有：炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低；改进浇注系统设计，提高其挡渣能力；采用适当的熔剂去渣；浇注时应当平稳放置过滤网，并应注意清渣；精炼后、浇注前，合金液应静置一定时间。

（4）气隔 使铸型的排气均衡，避免在排气顺利的地方出现低压区，破坏金属液面的平稳性。

（5）裂纹 防止裂纹的措施有：改进铸型结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡；采取增大砂型（芯）退让性的措施；保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，改进压注系统设计；适当降低浇注温度；控制铸型冷却出型时间；铸件放置时采用缓慢冷却；正确控制金属液温度，降低冷却速度。