防止和解决铸件发生皮下气孔的方案

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差速器壳是我厂的一种成熟产品，铸件材质为QT600—3，使用潮膜砂造型并带有少量的覆膜砂热芯，综合废品率保持在2%以下，但是前段时间在连续投入的两个班次的产品中，突然出现了高达70%以上的气孔致废件，经解剖发现气孔主要分布于铸件边缘，直径在1～3mm，呈球形，解剖深度为10mm左右（见附图），针对这一情况，我们召开了专题会，以求迅速解决问题。

　　1. 缺陷分析及解决措施

　　根据气孔的外观，我们判断为皮下气孔并且分为两种，一是内部发亮的皮下气孔，二是内部发黑的渣气孔。我们知道，金属液与铸型（包括型砂、砂芯、涂料、冷铁），金属液与熔渣，或金属液内部某些元素、化合物之间发生反应形成的气孔，称为反应气孔，这类气孔一般位于铸件表皮下面，称为针孔或者皮下气孔，在球墨铸铁件潮膜砂造型时，产生气孔中的气体为H2S、H2、镁蒸气等，这是形成第一种气孔的原因；而第二种渣气孔，我们分析是由于金属液氧化造成的。根据上述分析，我们对熔炼及浇注、制芯、砂处理、造型等各工序进行了全面分析，并针对发现的问题制订相应的解决措施。

　　2. 熔炼及浇注工序

　　（1）降低球化剂的加入量，将球化剂从占铁液量的1.7%降低为1.5%，严格控制Mg含量，必须保持在wMg＜0.05%。

　　（2）对浇包、孕育包进行严格烘干，对球化剂、孕育剂进行适当烘干，最大程度地保证其干燥。

　　（3）使用硅钡孕育剂替换现用的硅锶孕育剂，加入量保持不变。

　　（4）提高浇注温度，将浇注温度由1360～1370℃提高到1380～1390℃。

　　（5）加快出铁、倒包速度，尽量减少铁液被氧化的可能性。

　　3. 制芯工序

　　（1）该产品的砂芯仅有一件重约4kg的热芯，我们主要是检测热芯的发气量，并控制在16mL/g以下。此外，对于涂料的发气量也要求控制在30mL/g以下，努力降低砂芯的发气量。

　　（2）在砂芯芯头位置钻排气孔，并控制排气孔深度约为芯头长度的1/2左右。同时注意检查浸涂完毕的砂芯是否存在涂料堆积或排气孔堵塞的现象。

　　4. 砂处理工序

　　（1）为了减少金属液与铸型界面上的化学反应，我们适当提高了型砂中的煤粉含量，保证型腔内充满还原性气体，判断还原性气体氛围是否建立的依据是型砂灼减量应大于型砂含水量。

　　（2）在保证型砂有效膨润土含量7.5%左右的前提下，适当降低型砂的紧实率，以降低型砂水分，减少铸件表层的含气量，减少皮下气孔的发生概率。另外，计算旧砂的AFS为48～50，于是我们每碾增加了1%～2%粒度为0.224～0.106mm（70/140目）的擦洗砂，以改善型砂的粒度组成。

　　5. 造型工序

　　（1）在保证砂型水平面硬度＞90，立面＞85（B型硬度计检测）的前提下，降低了上箱的压实比压，以便进一步提高排气效率。

　　（2）严格控制涂料的波美度在37～39，并规范喷涂操作方法，既要喷涂到位又不能使涂料堆积，保证涂料层的厚度。

　　6. 实施效果

　　在实施了上述措施后，铸件的皮下气孔缺陷完全消除，产品质量得到了保证。通过这次工艺改进，我们发现如果生产中各个环节出现一点的偏差，汇总起来就会导致严重的质量问题，这就要求我们在生产中要严格控制，认真操作，不断改善细节，才能生产出优质产品。

如何防止铸件发生皮下气孔？

·       皮下气孔的产生，是铸造过程中各个环节和工序操作不当的综合反应。形成原因复杂，影响因素很多，牵涉到每个人，每到工序，应引起大家的高度重视。

一、原材料方面

1、含钛（Ti）、含铝（AI）高的原材料以及高合金钢、不锈钢等禁止使用。

2、锈蚀、氧化严重，油污、煤泥、废砂多的原材料，清理干净后使用。

3、潮湿、带水的原材料，干燥后使用。

4、小于3mm的薄铁皮（管件）等，禁止使用。

5、原材料长度要控制在300～400mm左右。

二、铁水熔炼方面

1、原材料装炉时，一定要紧实，尽量减少空间，以减少铁水吸气和氧化。

2、在每炉铁水熔化过程中，彻底清渣至少2～3次，并且，清渣后要及时覆盖聚渣和保温材料覆盖铁水，避免铁水长时间与空气接触吸气和氧化。

3、熔化好的铁水，高温等待时间不超过10～15分钟，否则，铁水质量会严重恶化，成为“死水”。

4、出铁温度不低于1540±10℃，出铁后，要及时除渣，同时覆盖聚渣保温剂，防止铁水降温和氧化。

5、禁用不符合标准的增碳剂。

三、孕育剂方面

1、使用前应经300～400℃烘烤，去除其吸附的水分和结晶水。

2、孕育剂粒度5～10mm.

3、孕育剂含铝量<1%

四、浇注方面

1、大、小包一定要烘干烘透，湿包禁止使用，严禁用铁水烫包代替烘干。

2、提高浇注温度，高温快浇。浇注原则：慢-快-慢。实践证明，浇注温度提高30-50℃，可使气孔发生率大大降低。浇注时要让铁水始终充满直浇道，中间不断流，以迅速建立铁水静压力，抵制界面气体侵入。

3、小包铁水温度低于1,350℃禁用，应回炉提温后使用。

4、加强挡渣、蔽渣，及时清除氧化皮，防止其带入型腔。

五、混砂方面

1、严格控制型砂水分不大于3.5%.

2、型砂透气性控制在130～180，湿压强度120～140kPa,紧实率35%～38%，型砂表面硬度>90. 3、选用优质膨润土和煤粉。

4、按规定配入新砂。

5、每天混砂结束，要将多余型砂回收，并彻底清理和打扫混砂机。

六、模具和造型方面

1、模具分型面要设排气孔槽或排气道及暗气室，以减轻气体压力。

2、在模具上增设暗气室，以减轻气体压力。

3、在横浇道或砂芯上面洒冰晶石粉（用量多少，通过试验后确定）。

七、制芯方面

1、硅砂含水要求<0.2%，含泥量<0.3%。

2、制芯工艺：混砂前，硅砂需加热至25～35℃，先将组分1加入砂中，混制1～2分钟，再加入组分2，继续混制1～2分钟。两组分加入量各为砂的质量分数的0.75%.

3、由于聚异氰酸脂对水的敏感度较高，制好的砂芯存放时间不应超过24小时。

4、三乙胺浓度和残留量过高，易使铸件产生皮下气孔。

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