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造成铸铁砝码晶粒粗大的缺陷成因及应对措施分析 说明：

【摘要】系统地分析和探讨了铸铁砝码晶粒粗大缺陷的产生原因!提出了相应的防止方法!对铸造工作者有一定的借鉴作用。

铸铁砝码品粒粗大是指经过机械加工或进行断口检验时，显示出品粒组织过分粗大而不适合应用的缺陷，这种品粒粗大的组织，可能是遍布于铸铁砝码整体，也可能发生于铸铁砝码的局部。从本质上讲，品粒粗大缺陷是一种冶金缺陷。笔者根据多年的生产实践并参阅有关资料，谈谈铸铁砝码品粒粗大缺陷产生的原因及防止措施。

1、铸铁砝码结构和工艺设计

(1)铸铁砝码截面差异过大，会因为较厚的截面冷却缓慢而造成该处品粒粗大。灰铸铁等对截面变化十分敏感的金属，更容易产生此类缺陷。防止产生这类缺陷的有效方法是避免铸铁砝码截面尺寸过分悬殊，但这种途径有时是铸造工作者所无能为力的。因而就铸造本身而言。可通过采取设置冷铁、挖制浇注温度或通过选择合适的浇注系统来减少这类问题的发生，降低这类缺陷的严重程度。采用冷铁可加快铸铁砝码较厚截面的冷却速度:浇注温度过高，会使这类问题更为严重，应予以避免:通过调节，修正浇注系统设计，使温度低的金属熔液位于铸铁砝码截面较厚的部位，并在铸铁砝码的厚截面处设计最有效的冒口，以尽可能减小冒口的尺寸。

(2)对于带孔铸铁砝码，工艺设计人员有时没有采用有助于减小有效截面尺寸的型芯。使未设芯的截面过厚而产生此缺陷，因此在工艺设计时，应尽可能在较厚的截面中设置砂芯。

(3)在某些情况下，铸铁砝码截面并不太厚，但因某一较窄的凹陷部位或型芯在铸铁砝码中形成热汇截面，其结果和厚大截面一样。例如，在铸铁砝码较深部位的一个柱状脐子处，可能需要设置型芯，而这样就会造成冷却缓慢。在不能对设计进行修改的情况下，除非可以降低金属温度，或重新设置浇口，最好的解决办法是在型芯或铸型截面处设置冷铁。

(4)工艺设计时加工余量留得过大，不仅增加了切削加工的费用，还会把较致密的铸铁砝码表层切削掉，并暴露出中心冷却较慢的蔬松部分。这种设计毫无可取之处，因为无论从铸造还是从机械加工的角度来看都是不合理的，解决办法是改变铸铁砝码的设计。如果不允许更改设计，那么正确的方法则是采用冷铁、控制浇注温度及

调整浇注系统。

3. 在厚截面处型芯设计不合适，型芯支撑不正确，或采用其他引起偏芯的技术，会造成铸铁砝码截面的变化，从而引起晶粒粗大。

2.浇冒口系统

(1)未能实现顺序凝固，浇注系统未能很好地实现顺序凝固，通常是造成品粒粗大的原因。对于截面变化急剧的铸铁砝码，必须充分注意内浇口的数量和位置。为了进行补缩，在冒口的作用区保持灼热的熔融金属，会使厚截面的冷却速度降低到产生粗大品粒的程度。冒口设计不当，如冒口颈过长，冒口垫设计不当，或冒口尺寸太大，都会在较厚截面处造成过多热量的汇集。

(2)易于造成热汇的浇冒口分布同样，为了对厚截面进行补缩，常会在局部区域造成过分的热量汇集。例如，因为侧冒口会造成厚截面的过热并减缓冷却速度，所以有时不便于在实际操作中使用。实际生产中需通过合理的冒口设计，尽可能减小管口的尺寸。

(3)在内浇口或冒口与铸铁砝码连接处造成局部热节内浇口或冒口颈部较短，对于补缩是有利的，但却会使横浇道或冒口太靠近铸铁砝码，减缓了该部位的冷却速度。而增大冒口颈部，又会给补缩带来问题，因此最好的提施是采取有效的冒口设计，尽可能减少冒口的尺寸，不使横浇道和冒口过于接近易于形成粗大品税的关键截面，恰当地设置横浇道和冒口，以实现补缩。

(4)内浇口数量不足，内浇口数量太少，不仅易于造成冲砂，同时还会造成局部热节和粗大品粒组织。这种现象普遍存在于所有的铸造金属中，即使是浇注满度较低的铝合金也会出现这种情况。在某些情况下，因为浇口数量太少，会导致产生缩松缺陷。这种缩松缺陷可能会掩盖由于同样原因造成的晶粉粗大的缺陷。实际上，当晶粮粗大缺陷严重恶化时，就变成了一种缩松缺陷，因而对这两种缺陷的防治措施，常常是相同的。

3.型砂

只有当型砂使型壁产生的位移足以导致增加临界截面(易于形成粗大品粒的截面)的截面尺寸时，型砂才是造成晶粮粗大缺陷的一个因素。由于在厚截面处的型壁移动可能最大，所以这种缺陷还是有可能产生的，此时所产生的晶粒粗大缺陷和胀砂有关,

4.制芯

生产中应避免采用未烘透或空气硬化的油砂芯，因为这种型芯可能会产生放热反应，从而造成热量过分汇集。这种情况或出现于大型铸铁砝码，或出现于采用具有放热性能粘接剂的厚大型芯。从某种意义来说，这种型芯起着一种高效率的绝热体的作用。并把金属熔液的冷却速度减缓到了危险的程度，

5.造型

(1)缺少能促使加快冷却速度的通气孔，就较厚的铸铁砝码截面来说，韩件的冷却速度与通过型砂散出热量的速度有关。排气充分会有助于水气迅速排出，从而产生一种致冷的效应。

(2)未设置激冷钉或冷铁，这种情况通常是因为粗心疏忽所致。

6.化学成分

从本质上来说，晶粒粗大和金属的化学成分与冷却速度的配合有关，因此选择这种配合是非常重要的。如果冷却速度难以调节，那么粗品组织必定是起因于金属的化学成分不当。由于金属成分的重要性。现将每一种金属简述如下。

(1)灰铸铁和可锻铸铁碳当量过高，碳和硅效应的数学计算，通常可以书括为:CE=C+1/3S，晶粒粗大可能是因为碳过量或硅过量，或者碳硅过量所致。与硅相比，碳的效应相当其3倍，所以碳的微量变化，要比硅的同量变化危险得多。碳，碰的这种作用，既影响到可锻铸铁，也影响到灰铸铁，对可锻铸铁而言，晶粒粗大既不呈现为黑色，也不呈现出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈现，这是由于含碾或含硅量过高，或者二者均过高，

磷也会对晶粒粗大产生影响。当u。=0.1%时，会加重缩孔缺陷，特别是在冷却较缓慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。

(2)铸钢在铸钢的熔化和脱氧操作中，加入了一些会延缓晶粒长大的元素，因此和锻钢相比，铸钢不太容易形成晶粒粗大，因成分而引起晶粒粗大的错锅件，可通过退火或正火处理得到细化，

(3)铝合金铁杂质会使铸铝件品粒粗大，脆性增加，这类缺陷多数是由于熔化操作不当所致。在铝合金中，特别是那些要求过热的铝合金，加入适量的细化品粒合金元素是必要的。

(4)铜合金铜合金中晶粒粗大的缺陷常被针孔、气孔或缩松所掩盖。钢合金因成分变化会造成品粒粗大，但通常总是先出现针孔，气孔或缩松。

7.熔化

熔化操作不当会对合金的晶粒组织产生影响。对于不同的铸造金属，必须采取不同的烙化工艺。

(1)冲天炉熔化灰铸铁鼓风量和焦炭不平衡，会造成过量增碳。例如，底焦高度过高和降低鼓风量会选成过量增碳。当炉村熔蚀后，增碾会更加严重。因为冲天炉直径变大后，为了保持同样的含碳量，需增加鼓风量，在过高的温度下熔化会增加碳量，如果采用热风熔炼，就会遇到这种情况。根据经验，鼓风温度每增加55℃，就会增加0.10元的碳(质量分数)。如果采用氧气来提高温度，并不一定会产生同样的问题。

出铁液的间隔过长，或铁液停留在炉缸中的时间过长，也会导致增碳。生产低碳铸铁一般都采用较浅的炉红，并缩短出铁液的问隔时间，尽最做到连续出铁液。

间断熔化会造成过量增碳，导致产生粗品组织。另外，因停风而使熔化间断，几乎无一例外地导致碳和硅含量的波动。停风之后，通常需要15mim，才能重新获得原来规定的化学成分。

以上是造成铸铁砝码晶粒粗大的缺陷成因及应对措施分析的详细内容，望采纳！