减少铸件缺陷的10大准则

发布日期：2023-11-30

铸造企业在生产过程中，难免遇到缩孔、气泡、偏析等铸件缺陷，造成铸件成品率低，重新回炉生产又面临着大量的人力、电能的消耗。如何减少铸件缺陷是铸造人士一直关心的问题。
　　对于减少铸件缺陷问题，来自英国伯明翰大学的教授John Campbell，John Campbell可谓是身经百战，对减少铸件缺陷有着独到的见解。早在2001年，中国科学院金属研究所研究员李殿中，开展热加工过程组织模拟与工艺设计，就是在John Campbell教授的指导下完成的。一份由铸造大师John Campbell 提出的减少铸件缺陷的十大准则，希望对铸造行业的同仁们有所帮助。
　　1、好铸件从高质量熔炼开始
　　一旦要开始浇注铸件，要准备、检查并处理好熔炼工艺。如果有要求，可采用能够接受的低标准。然而，好的选择是：准备并采用接近于零缺陷的熔炼方案。
　　铸造企业在生产过程中，难免遇到缩孔、气泡、偏析等铸件缺陷，造成铸件成品率低，重新回炉生产又面临着大量的人力、电能的消耗。如何减少铸件缺陷是铸造人士一直关心的问题。
　　对于减少铸件缺陷问题，来自英国伯明翰大学的教授John Campbell，John Campbell可谓是身经百战，对减少铸件缺陷有着独到的见解。早在2001年，中国科学院金属研究所研究员李殿中，开展热加工过程组织模拟与工艺设计，就是在John Campbell教授的指导下完成的。一份由铸造大师John Campbell 提出的减少铸件缺陷的十大准则，希望对铸造行业的同仁们有所帮助。
　　1、好铸件从高质量熔炼开始
　　一旦要开始浇注铸件，要准备、检查并处理好熔炼工艺。如果有要求，可采用能够接受的低标准。然而，好的选择是：准备并采用接近于零缺陷的熔炼方案。
　　2、避免自由液面上产生湍流夹杂
　　这就要求避免前端自由液面（弯月面）流速过高。对于大部分金属来说，大流速控制在0.5m/s。对于封闭式浇注系统或薄壁件，大流速会适当增加。这个要求也意味着金属液的下落高度不能超过“静滴”高度的临界值。
　　3、避免金属液中表面凝壳的层流夹杂
　　这就要求在整个充型过程，不要出现任何金属液流的前端提前停止流动。充型前期的金属液弯月面保持可运动状态，不受表面凝壳增厚的影响，而这些凝壳会成为铸件一部分。要想获得这种效果，金属液前端可以设计成连续扩展的。实际中，只有底注“上坡”能实现连续不断的上升过程。（如重力铸造中，从直浇道底部开始向上流）。这就意味着：底注式浇注系统；不要有“下坡”形式的金属液落下或滑落；不要出现大面积的水平流动；不要出现由于倾倒或瀑布式流动而产生金属液前端流动停止。
　　4、避免裹气（产生气泡）
　　避免浇注系统裹气而产生的气泡进入型腔。可以通过以下方式达到：合理设计阶梯型浇口杯；合理设计直浇道，快速充满；合理使用“水坝”；避免采用“井式”或其他开放式浇注系统；采用小截面横浇道或在直浇道于横浇道连接处附近使用陶瓷过滤片；使用除气装置；浇注过程无中断。
　　5、避免砂芯气孔
　　避免砂芯或砂型产生的气泡进入型腔金属液中。砂芯保证非常低的含气量，或者采用适当的排气以阻止砂芯气孔产生。除非能保证干透，否则不能用黏土基砂芯或模具修复胶。
　　6、避免缩孔
　　由于对流影响及不稳定的压力梯度，厚大截面的铸件是无法实现向上补缩。所以要遵循所有的补缩规律来保证良好的补缩设计，采用计算机模拟技术进行验证，实际浇注样件。控制砂型和砂芯连接处的飞边水平；控制铸型涂料厚度（如果有的话）；控制合金及铸型温度。
　　7、避免对流
　　对流危害与凝固时间有关。薄壁和厚壁铸件都能不受对流危害影响。而对于中等壁厚铸件：通过铸件结构或工艺来降低对流危害；避免向上补缩；浇满后翻转。
　　8.减少偏析
　　偏析并控制在标准范围内，或客户允许的成分超限区域。如果可能，尽量避免通道偏析。
　　9、减少残余应力
　　轻合金固溶处理后不要进行水（冷水或热水）介质淬火。如果铸件应力看起来不大，可采用聚合物淬火介质或强制空气淬火。
　　10、给定基准点

　　所有的铸件都给定用于尺寸检查和加工的定位基准点。

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