鑄鋼件常常會出現砂眼、氣孔、裂紋、縮松、縮孔和夾雜物等各種鑄造缺陷, 生產控制有難度。鑄鋼的鑄造工藝特點:鑄鋼的熔點較高,鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮性大,其體收縮率為10~14%,線收縮為1.8~2.5%。為防止鑄鋼件產生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺陷,需要采取較為復雜的工藝措施。
由于鋼液的流動性差,為防止
鑄鋼件產生冷隔和澆不足,鑄鋼件的壁厚不能小于8mm;澆注系統的結構力求簡單;采用干鑄型或熱鑄型;適當提高澆注溫度,一般為1520°~1600℃,因為澆注溫度高,鋼水的過熱度大、保持液態的時間長,流動性變好。由于鑄鋼的收縮量較大,為防止鑄件出現縮孔、縮松缺陷,在鑄造工藝上大都采用冒口、冷鐵和補貼等措施,以實現順序凝固。為防止鑄鋼件產生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷,應使其壁厚均勻、避免尖角和直角結構、在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等來改變砂型或型芯的退讓性和透氣性。鑄鋼的熔點高,相應的其澆注溫度也高。高溫下鋼水與鑄型材料相互作用,極易產生粘砂缺陷。因此,應采用耐火度較高的人造石英砂做鑄型,并在鑄型表面刷由石英粉或鋯砂粉制得的涂料。為減少氣體來源、提高鋼水流動性及鑄型強度,大多鑄鋼件用干型或快干型來鑄造。
鑄鋼件常見的鑄造缺陷:鑄鋼件在生產過程中經常會發生各種不同的鑄造缺陷,常見的缺陷形式有:砂眼、粘砂、氣孔、縮孔、縮松、夾砂、結疤、裂紋等。砂眼缺陷:砂眼是由于金屬液從砂型型腔表面沖下來的砂粒(塊),或者在造型、合箱操作中落入型腔中的砂粒(塊)來不及浮入澆冒系統,留在鑄件內部或表面而造成的。砂眼缺陷處內部或表面有充塞著型(芯)砂的小孔,是一種常見的鑄造缺陷。粘砂缺陷:在鑄件表面上,全部或部分覆蓋著一層金屬(或金屬氧化物)與砂(或涂料)的混(化)合物或一層燒結構的型砂,致使鑄件表面粗糙,難于清理。粘砂多發生在型、芯表面受熱作用強烈的部位,分機械粘砂和化學粘砂兩種。機械粘砂是由金屬液滲入鑄型表面的微孔中形成的,當滲入深度小于砂粒半徑時,鑄件不形成粘砂,只是表面粗糙,當滲入深度大于砂粒半徑時,便形成機械粘砂,化學粘砂是金屬氧化物和造型材料相互進行化學作用的產物,與鑄件牢固地結合在一起而形成的。氣孔缺陷:在鑄件內部,表面或近于表面處,有大小不等的光滑孔眼,形狀有圓的,長的及不規則的,有單個的,也有聚集成片的。顏色有白色的或帶一層暗色,有時覆有一層氧化皮。由于氣體的來源和形成原因不同,氣孔的表現形式也各不相同,有侵入性氣孔、析出性氣孔和反應性氣孔。縮孔縮松缺陷:在鑄件厚斷面內部,熱節處或軸心等凝固的地方,形成不規則的表面粗糙的孔洞,該處晶粒粗大,往往帶有樹枝晶.孔洞大而集中的為縮孔,孔眼小而分散的稱為縮松。主要是由于鑄件在冷卻凝固時所產生的液態收縮和凝固收縮遠遠大于固態收縮,且在鑄件凝固的地方得不到金屬液的補充造成的。裂紋缺陷:裂紋分為冷裂和熱裂。冷裂指鑄件凝固后冷卻到彈性狀態時,因鑄件局部的鑄造應力大于合金的強度而引起的裂紋;熱裂是鑄件在凝固末期或終凝后不久,鑄件尚處于強度和塑性很低狀態下,因鑄件固態收縮受阻而引起的裂紋。白點是淬透性高的合金鋼鑄件在快速冷卻時,因析出氫及產生較高的組織應力和熱應力而引起的微細裂紋。