熔煉鑄造缺陷分析及解決方案

熔煉鑄造缺陷分析及解決方案目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".鑄錠中的化學(xué)成分偏析3\o"CurrentDocument"1. 晶內(nèi)偏析3\o"CurrentDocument"2.逆偏析4.鑄錠中的氣體和非金屬夾雜物42.1.非金屬夾雜（夾渣）4\o"CurrentDocument"2.2.氧化膜5\o"CurrentDocument"2.3.疏松、縮孔5\o"CurrentDocument"4.白點(diǎn)7\o"CurrentDocument"3.鑄錠中的裂紋7\o"CurrentDocument"1.前述7\o"CurrentDocument"2.扁鑄錠側(cè)面裂紋8\o"CurrentDocument"3.局鑄錠底部裂紋9\o"CurrentDocument"4.扁鑄錠澆口部裂紋11\o"CurrentDocument"5.扁鑄錠表面裂紋11\o"CurrentDocument"6.圓鑄錠中心裂紋12\o"CurrentDocument"7.圓鑄錠表面裂紋13\o"CurrentDocument"8.圓鑄錠環(huán)狀裂紋14\o"CurrentDocument"9.圓鑄錠橫向裂紋15\o"CurrentDocument"10.空心圓鑄錠內(nèi)孔放射狀裂紋16\o"CurrentDocument"11.空心圓鑄錠環(huán)狀裂紋1612.空心圓鑄錠橫向裂紋16\o"CurrentDocument"13.晶層分裂17\o"CurrentDocument"4.鑄錠的晶粒度和組織缺陷17\o"CurrentDocument"鑄錠的晶粒度17\o"CurrentDocument"2. 羽毛狀晶、粗大晶粒20\o"CurrentDocument"3.光亮晶粒21\o"CurrentDocument"4.白斑23\o"CurrentDocument"5.粗大金屬化合物235.鑄錠的力學(xué)性能25\o"CurrentDocument"1.鑄錠鑄態(tài)力學(xué)性能的影響因素和分布特征25\o"CurrentDocument"5.2.鑄錠力學(xué)性能設(shè)計26鑄造開始時，鑄錠底部與底座接觸而冷卻，形成一層凝殼。當(dāng)開動鑄造機(jī)，鑄錠脫模見水時，鑄錠表面受到急冷，產(chǎn)生很大的冷卻速度，但此時鑄錠正常液穴沒有形成，表面層的收縮受到內(nèi)層已凝固金屬的阻礙，使得在鑄錠底面和表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。此時鑄錠凝固層還不算太厚，鑄錠沿寬向的收縮使得鑄錠底部兩端向上產(chǎn)生翹曲，結(jié)果，鑄錠底表面受拉導(dǎo)致產(chǎn)生更大的附加拉應(yīng)力。在底部拉應(yīng)力的作用下，鑄錠的拉伸變形如果超出了金屬所允許的程度，便會形成底部裂紋。對于軟合金，由于對缺口敏感性小，當(dāng)鑄造進(jìn)入正常狀態(tài)時，裂紋即會終止發(fā)展。對于硬合金，隨著鑄錠不斷冷卻進(jìn)入低溫，對缺口敏感性不斷增大，鑄造開始時形成的起始裂紋就會成為應(yīng)力集中源而導(dǎo)致鑄錠突然沿底部裂開。2)防止底部裂紋的辦法是：(1)降低鑄錠底部的拉應(yīng)力。①對于硬合金大型扁錠，采用純鋁鋪底。在鋪底時應(yīng)該做到：(a)要保證鋪底鋁的純度，其原鋁錠品位最好不要低于A199.50；(b)控制鋪底用鋁中鐵大于硅；(c)鋪底鋁液溫度控制在710?750℃之間；(d)要保證用量，通常鋪底鋁端頭厚度不得小于20mm；(e)適時放人基本金屬，防止鋪底鋁和基本金屬不能很好的焊合，通常以鋪底鋁四周凝固20mm時放入金屬液為宜；①放人基本金屬前，應(yīng)將鋪底鋁表面硬殼和底渣徹底打凈。②鑄造硬合金大型扁錠時，采用具有光滑凹形上表面的底座。③采取相應(yīng)的工藝操作方法：(a)開始供流不要太快，結(jié)晶器內(nèi)金屬水平不要太高。為此，對于鋪底的合金，在放人基本金屬前通常采用先降底座的辦法。對于軟合金，則采用開頭時多次開停車的辦法。這樣既可避免開始時液面上升太高，又可避免懸掛。(b)鑄造開始時，在鑄錠正常液穴形成前，可適當(dāng)降低冷卻水壓和鑄造速度(在設(shè)備條件許可的前提下)。(c)保證鑄錠四周冷卻均勻和供流均勻。(2)特別注意防止鑄錠底部夾渣和漏斗底結(jié)物掉人。(3)嚴(yán)格按內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)控制好化學(xué)成分，提高合金抵抗熱裂紋和冷裂紋的能力。扁鑄錠澆口部裂紋1)扁鑄錠澆口部裂紋具有下列特點(diǎn)：(1)在軟合金和硬合金鑄錠澆口部均有可能產(chǎn)生；(2)軟合金的澆口部裂紋屬于熱裂紋，裂紋擴(kuò)展長度多在50mm以內(nèi)；(3)硬合金的澆口部裂紋屬于冷裂紋，可以在鑄造過程中或者收尾時或者鑄造結(jié)束后產(chǎn)生，在任何時候開裂都帶有很大危險性；(4)澆口部裂紋主要產(chǎn)生于金屬液流注入的地方，并多因澆口部夾渣或結(jié)晶裂紋而引起。鑄造收尾時，當(dāng)停止供流后，正常的鑄造過程受到破壞，液穴逐漸消失，鑄錠頭部金屬的收縮受到四周和下層金屬的阻礙，使之在鑄錠頂部沿寬度方向形成很大的拉應(yīng)力。如果澆口部的金屬在較高的溫度下就形成了微小的收縮裂紋，那么在鑄錠繼續(xù)冷卻時，它將引起應(yīng)力集中，而促使整個鑄錠迸裂。在生產(chǎn)中，澆口部裂紋多因澆口部夾渣、漏斗底結(jié)物掉入、表面裂紋、水冷不均、收尾操作不當(dāng)?shù)纫蛩囟T發(fā)。對于軟合金，由于塑性好，對缺口敏感性差，所產(chǎn)生的拉應(yīng)力因塑性變形而松弛，故裂紋很難擴(kuò)展。2)防止?jié)部诓苛鸭y的辦法是：(1)對于低溫塑性較差的2A12和7A04型合金的大型扁錠采用澆口部自身回火處理。(2)對于澆口部不回火的合金鑄錠，停車不能過早，要讓澆口部涼透后再停水。(3)在停止供流前，適當(dāng)降低小面水壓和鑄造速度(在設(shè)備條件許可的前提下)。(4)保證水冷均勻，消滅鑄錠表面“白道”。(5)特別注意防止?jié)部诓繆A渣、漏斗底結(jié)物掉入和產(chǎn)生表面熱裂紋。(6)嚴(yán)格按內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)控制好化學(xué)成分，提高合金抵抗熱裂紋和冷裂紋的能力。3.5.扁鑄錠表面裂紋1)扁鑄錠表面裂紋具有下列特點(diǎn)：(1)屬于熱裂紋；(2)在鑄錠寬面沿軸向裂開，長度不等，寬度多在0.5mm之內(nèi)，深度通常不大于20mm；(3)主要分布在水冷較弱或液流注入的地方或鑄錠厚度上收縮最大的部位，裂紋處多拌隨“白道”；(4)在軟合金和硬合金鑄錠上均可發(fā)生，尤其是具有較大熱脆性的合金。實(shí)際生產(chǎn)中，鑄錠寬度方向的表面溫度分布是不均勻的。造成這種溫度分布不均的主要原因：①采用小面帶切口的結(jié)晶器大大提高了鑄錠寬度方向上兩端和中間部分的溫度差；②與液流供給方式和結(jié)晶器橫截面形狀相聯(lián)系的鑄錠寬面上各點(diǎn)沿厚度方向的收縮值不同，造成鑄錠與結(jié)晶器壁之間的縫隙值不同，大大提高了鑄錠表面的出口溫度及溫度不均性；③冷卻系統(tǒng)供水不均造成了表面溫度的局部不均。由于上述因素的聯(lián)合作用，當(dāng)鑄錠從結(jié)晶器拉出時，鑄錠表面層受急冷作用而收縮，但因?yàn)楦鼽c(diǎn)的溫度不同，見水位置也不在同一水平線上，因而冷卻速度不一樣，其收縮量和收縮速率也不一樣，彼此產(chǎn)生制約作用，于是便在見水溫度較高的部位形成了更大的附加拉應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。裂紋一經(jīng)產(chǎn)生，便又成為應(yīng)力集中的場所，便之向長度和深度方向發(fā)展。但裂紋發(fā)展的深度是有限的，因?yàn)楸忤T錠中心部分受壓應(yīng)力作用，能自動抑制裂紋的擴(kuò)展。2)防止表面裂紋的辦法是：(1)提高鑄錠沿寬度方向溫度分布的均勻性，降低鑄錠在結(jié)晶器出口處的溫度。①適當(dāng)降低小面水壓、鑄造速度和鑄造溫度；②適當(dāng)減小結(jié)晶槽內(nèi)表面錐度，適當(dāng)降低結(jié)晶器內(nèi)的金屬液面；③保證大面兩側(cè)水冷均勻(結(jié)晶器放平，兩側(cè)擋水板水縫一致，水孔不要堵塞)；④均勻分配液流，防止漏斗歪斜。特別注意防止表面夾渣和拉裂。(3)嚴(yán)格按內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)控制好化學(xué)成分，提高合金抵抗熱裂紋和冷裂紋的能力。3.6.圓鑄錠中心裂紋1)圓鑄錠中心裂紋具有下列特點(diǎn)(1)在所有工業(yè)變形鑄錠中均可產(chǎn)生，是圓鑄錠最常見的一種裂紋形式；(2)在軟合金鑄錠中表現(xiàn)為熱裂紋，在硬合金鑄錠中通常表現(xiàn)為中心熱裂紋、外圍冷裂紋的混合型裂紋；(3)裂紋沿鑄錠直徑平面發(fā)展、多數(shù)在鑄錠中心面相當(dāng)于直徑1/3?1/2的范圍內(nèi)，但有時也可發(fā)展成沿整個直徑破裂的通心裂紋；(4)裂紋可在鑄錠全長中心部位出現(xiàn)，從鑄錠底部直到澆口部。圓鑄錠中心裂紋產(chǎn)生的基本原因是鑄錠內(nèi)外層溫差大，鑄錠內(nèi)層冷卻速度大于外層冷卻速度，內(nèi)層的收縮受到早已冷凝的外層的阻礙，使鑄錠中心層沿直徑平面形成拉應(yīng)力的緣故。這種應(yīng)力從結(jié)晶瞬間到鑄錠完全冷卻過程中不斷增強(qiáng)，當(dāng)超過金屬允許的變形值時，便產(chǎn)生了裂紋。鑄錠開頭結(jié)尾時，由于正常的鑄造條件遭到破壞，冷卻條件極不均一，由此而產(chǎn)生的附加熱應(yīng)力也是導(dǎo)致中心裂紋的重要因素。在生產(chǎn)條件下，這種裂紋多因液穴太深，開頭收尾操作不當(dāng)而引起。2)中心裂紋的防止方法是：口)提高鑄錠抗裂紋的能力。①嚴(yán)格按內(nèi)標(biāo)控制化學(xué)成分和雜質(zhì)含量；②防止熔體過熱或在爐內(nèi)停留時間過長，并對熔體進(jìn)行變質(zhì)處理。(2)提高鑄錠底部塑性，防止底部裂紋。①正確鋪底；②在設(shè)備允許的前提下，開始鑄造時，將速度降至正常值的3/5,待鑄出的鑄錠長度約為直徑的2?4倍時再將鑄造速度逐漸提高到正常值；③防止底部夾渣。(3)提高鑄錠澆口部塑性，防止?jié)部诹鸭y。①進(jìn)行澆口部自身回火處理；②防止?jié)部诓繆A渣。(4)調(diào)整液穴，降低鑄錠內(nèi)外層溫差。①降低鑄造速度；②防止使用過小的漏斗，均布液流；③提高結(jié)晶器高度或結(jié)晶器中金屬水平。3.7.圓鑄錠表面裂紋1)圓鑄錠表面裂紋具有下列特點(diǎn)：(1)屬于熱裂紋；(2)裂紋方向平行于鑄錠軸線，在鑄錠橫截面上裂紋沿徑向呈放射狀分布，所以，這種裂紋又叫徑向裂紋或外圓放射狀裂紋;(3)在鑄錠底部和澆口部通常沒有，主要分布在鑄錠中部，且多被緊密壓合；(4)在軟合金和硬合金鑄錠中均可產(chǎn)生；(5)主要分布在水冷較弱的地方。圓鑄錠中表面裂紋的產(chǎn)生類似淬火裂紋，它是在鑄錠液穴底部高于直接水冷帶的情況下，當(dāng)鑄錠從結(jié)晶器中拉出來的瞬間，鑄錠表面受到急劇冷卻，其收縮受到已經(jīng)凝固的中心層的阻礙，使外層產(chǎn)生拉伸應(yīng)力而形成的。此后，在鑄錠向下運(yùn)動的繼續(xù)冷卻過程中，由于外層溫度已較低，內(nèi)層冷卻速度逐漸變得大于外層冷卻速度，因而應(yīng)力性質(zhì)發(fā)生變化，外層受壓，內(nèi)層受拉，此時，裂紋即被緊密壓合。2)表面裂紋的防止方法是：基本方法是調(diào)整液穴深度，使鑄錠見水時的收縮不受阻礙。同時。又盡可能降低鑄錠的出口溫度，使鑄錠沿周邊的冷卻均勻。措施是：(1)適當(dāng)提高鑄造速度；(2)適當(dāng)降低結(jié)晶器高度或結(jié)晶器內(nèi)金屬水平；(3)使用錐度較小的結(jié)晶器；(4)水冷均勻；(5)液流分配均勻。3.8.圓鑄錠環(huán)狀裂紋1)圓鑄錠環(huán)狀裂紋具有下列特點(diǎn)：(1)屬于熱裂紋；(2)通常在離鑄錠邊緣20?40mm處呈環(huán)狀或半環(huán)狀分布；(3)常在具有柱狀晶組織的鑄錠中發(fā)現(xiàn)。圓鑄錠環(huán)狀裂紋是在鑄錠外層和鑄錠中間部分的冷卻速度差別很大時于過渡帶轉(zhuǎn)折處形成的。此時，鑄錠凝殼既薄又陡；而液穴平坦，這種條件很容易促使柱狀晶的生長，并沿晶界處沉積低熔點(diǎn)組成物和非金屬夾雜，因而使晶界聯(lián)系大大減弱；同時，當(dāng)鑄錠進(jìn)一步冷卻時，中間層以超過表面層的冷卻速度進(jìn)行，結(jié)果在液穴轉(zhuǎn)折處形成徑向拉應(yīng)力，并在晶界削弱的地方，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。如果此時鑄錠表面均勻冷卻，則液穴轉(zhuǎn)折處沿鑄錠同心圓周分布，產(chǎn)生的裂紋在鑄錠橫斷面呈真正的環(huán)形；如果鑄錠表面冷卻不均，或者鑄錠緊貼結(jié)晶器壁一面，或者漏斗供流不均，則液穴轉(zhuǎn)折處就不呈同心圓。因此徑向應(yīng)力在某一部分減小，而在另一部分加大，此時形成的裂紋只是在圓周的一部分出現(xiàn)。這是生產(chǎn)中出現(xiàn)的最普遍的情況。環(huán)形裂紋在澆口部也可出現(xiàn)，并隨液穴轉(zhuǎn)折處的變化從鑄錠邊緣向中心自下而上延伸很長。2)環(huán)狀裂紋的防止方法是：(1)改變液穴的轉(zhuǎn)折面。①降低結(jié)晶器有效高度和鑄造速度；②合理選擇漏斗，正確安放，保證供流均勻；③正確安裝結(jié)晶器，保證水冷均勻；④停止供流后不要立即停車，待結(jié)晶器內(nèi)金屬水平位于水冷帶上面60?70mm時再停。(2)細(xì)化晶粒，提高合金抗熱裂紋的能力。①按內(nèi)標(biāo)控制化學(xué)成分和雜質(zhì)含量；②防止熔體過熱和熔體停留時間過長；③適當(dāng)降低鑄造溫度；④降低配料時新鋁用量，對熔體進(jìn)行變質(zhì)處理。3.9.圓鑄錠橫向裂紋1)圓鑄錠橫向裂紋具有下列特點(diǎn)：(1)屬于冷裂紋；(2)主要產(chǎn)生于高強(qiáng)鋁合金的大直徑圓鑄錠中；(3)一般表現(xiàn)為內(nèi)部裂紋，但偶然也擴(kuò)展到鑄錠外側(cè)；(4)在鑄錠中周期性出現(xiàn)。橫向裂紋是由于大直徑圓鑄錠的鑄造速度低，軸向溫度梯度大，在鑄錠中沿高度方向產(chǎn)生拉應(yīng)力作用的結(jié)果。如果鑄錠在結(jié)晶末期就產(chǎn)生了結(jié)晶裂紋，或者有成層、夾渣等誘發(fā)因素存在，則更易產(chǎn)生。有人指出，這類裂紋比其他類型的裂紋具有較大的偶然性，認(rèn)為它們主要是在一定的鑄造速度區(qū)間，即結(jié)晶面與水平面的傾斜角接近30°時產(chǎn)生的。2)橫向裂紋的防止方法是：(1)適當(dāng)提高鑄造速度；(2)保證供流均勻，冷卻均勻；(3)防止鑄錠表面成層、夾渣；(4)合理控制化學(xué)成分和雜質(zhì)含量，提高鑄錠低溫塑性。3.10.空心鑄錠內(nèi)孔放射狀裂紋3.10.空心鑄錠內(nèi)孔放射狀裂紋內(nèi)孔放射狀裂紋多分布在內(nèi)孔表面冷卻較弱的地方，而在內(nèi)表面光亮處很少見。這種裂紋類似圓鑄錠表面裂紋，屬于熱裂紋。它是在鑄錠內(nèi)表面急劇冷卻而收縮時，由于受到芯子的阻礙，在鑄錠內(nèi)孔表面層形成切向拉應(yīng)力而引起的。內(nèi)孔放射狀裂紋的防止方法是：1)選用錐度合適的芯子，以與鑄錠的熱收縮值相適應(yīng)。2)采取工藝措施降低鑄錠內(nèi)表面脫模前的線收縮值。即：①適當(dāng)降低芯子水冷強(qiáng)度；②適當(dāng)降低芯子始水水位。3)防止不均勻收縮。①正確裝配芯子，避免偏斜；②保證芯子水冷卻均勻。3.11.空心圓鑄錠環(huán)狀裂紋環(huán)狀裂紋也是一種熱裂紋，多沿液穴底部分布。當(dāng)采用單點(diǎn)供流時，環(huán)狀裂紋發(fā)生在金屬注入點(diǎn)；當(dāng)采用雙點(diǎn)供流時，環(huán)狀裂紋發(fā)生在兩個注入點(diǎn)之問。它是在芯子給水水位高于結(jié)晶器給水水位的情況下，液穴底部接近鑄錠厚度中心，當(dāng)厚度中心層的金屬以較大的冷卻速度收縮時，因受到已經(jīng)冷凝的鑄錠內(nèi)外表面層的阻礙，使之在鑄錠壁厚中心造成很大徑向拉應(yīng)力而產(chǎn)生的。環(huán)狀裂紋的防止方法是：1)提高鑄錠外表面冷卻水位或降低內(nèi)表面冷卻水位；2)均布液流；3)適當(dāng)降低鑄造速度和鑄造溫度。12.空心圓鑄錠橫向裂紋空心圓鑄錠中的橫向裂紋同圓鑄錠中的橫向裂紋一樣，也多產(chǎn)生于高強(qiáng)鋁合金的大直徑而壁薄的鑄錠中。它也是在鑄造速度較慢的情況下，鑄錠內(nèi)軸向溫度梯度加大，因而沿軸向產(chǎn)生拉應(yīng)力所致。橫向裂紋的防止方法是：1)提高鑄造速度，降低芯子水壓；2)正確安裝芯子，保證鑄錠壁厚均勻；3)防止內(nèi)外表面成層；4)合理控制成分提高鑄錠低溫塑性。空心圓鑄錠除了上述三種類型的裂紋形式外，對于某些合金的大規(guī)格空心錠，在不鋪底或不回火的情況下，由于鑄造開頭、結(jié)尾時所產(chǎn)生的附加應(yīng)力的作用，也會使空心鑄錠產(chǎn)生象圓鑄錠一樣的底部和澆口部通一裂紋，甚至裂成數(shù)瓣。3.13.晶層分裂在鑄錠邊部斷口上沿柱狀晶軸產(chǎn)生的層狀開裂稱晶層分裂。1)晶層分裂的特點(diǎn)是：(1)是鑄錠斷口的一種分層現(xiàn)象，分層面與晶界吻合，在其低倍試片上，經(jīng)仔細(xì)研磨和腐蝕后，也能沿晶界發(fā)現(xiàn)裂紋；(2)裂口多為母液所填充；(3)常常在柱狀晶區(qū)發(fā)現(xiàn)。晶層分裂是晶界聯(lián)系大大減弱的結(jié)果，它主要是在熔體中含氣量較大，鑄造溫度較高而鑄錠的冷卻強(qiáng)度又較小時，在鑄錠結(jié)晶末期形成的。2)晶層分裂的防止重點(diǎn)是消除柱狀晶產(chǎn)生的條件，此外，應(yīng)做到：(1)適當(dāng)提高鑄錠的冷卻強(qiáng)度，降低結(jié)晶器有效高度，并清除結(jié)晶器內(nèi)水垢；(2)防止熔體過熱和在爐內(nèi)停留時間過長；(3)徹底精煉，降低熔體中氣體含量；(4)鑄造收尾時不要停車過早。4.鑄錠的晶粒度和組織缺陷4.1.鑄錠的晶粒度鑄錠晶粒度指鑄態(tài)晶粒的大小。對于變形鋁合金而言，是指基相鋁固溶體晶粒的大小。影響鑄錠晶粒度的因素很多，主要是：1）活性雜質(zhì)的含量在實(shí)際的連續(xù)鑄造條件下，鑄錠中晶核的形成總是產(chǎn)生于活性雜質(zhì)，而不是來源于自發(fā)形核。因此，熔體中活性雜質(zhì)含量愈多，則鑄錠結(jié)晶時的晶核數(shù)量也愈多，鑄錠晶粒度愈細(xì)小。但是，不同的活性雜質(zhì)，形核所要求的過冷度（即雜質(zhì)的活性）是不同的。其中，TiA13所需的生核過冷度小到接近于零，是目前為止所發(fā)現(xiàn)的鋁合金中最為有效的活性質(zhì)點(diǎn)。它不僅可以減少柱狀晶組織的出現(xiàn)和細(xì)化等軸晶粒，同時也能影響柱狀晶的橫向尺寸。因此，鋁合金中鈦含量的多少是決定鑄錠晶粒度變化的基本因素。一般而言，凡是采用含鈦量極低的原鋁錠配制合金時，其鑄錠易于形成柱狀晶或粗大等軸晶的組織。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了得到穩(wěn)定而細(xì)小的晶粒，除了少數(shù)幾個有特殊要求的合金外，都毫無例外地采用各種變質(zhì)劑人工加入0.02%?0.1%的鈦。應(yīng)該指出，合金中加鈦過量也是無益的，這樣會促使生成粗大的金屬化合物，不僅影響制品最終性能，而且會因聚集沉積而降低細(xì)化效果。2）合金成分由成分（濃度）過冷的條件可知，在G/R一定的條件下，各種合金形成濃度過冷的傾向是不一樣的。在鋁合金中，那些能顯著降低合金的液相線溫度（即m值大）在合金中固溶量很?。碖W1）的元素，在晶體生長時富集在相界面上，它們既能阻礙已有晶體的生長，又能形成較大的濃度過冷促進(jìn)生核，還能使晶體的分枝形成細(xì)的縮頸，易于產(chǎn)生晶體增殖，因而能使鑄錠晶粒顯著細(xì)化。顯然，合金元素的細(xì)化作用與過冷參數(shù)m（l-K）C0/K有關(guān)，在濃度C0一定的前提下，m（l-K）/K值愈大，則合金產(chǎn)生濃度過冷的傾向愈大，細(xì)化晶粒的作用愈明顯。在鋁合金中，銅、鎂、硅、鋅、鎰、鐵、銀等元素都是程度不同的濃度過冷元素，因此，對于純鋁而言，它們都具有程度不同的晶粒細(xì)化作用，且隨濃度提高，細(xì)化作用也增強(qiáng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以看到下列現(xiàn)象存在：①、高純鋁、工業(yè)純鋁錠，形成柱狀晶的傾向性比較大；②、與純鋁相比，合金錠的晶粒度比較??；③、合金錠的晶粒度，隨成分濃度的增大而減小。在生產(chǎn)A1—Mg系合金和Al—Cu—Mg—Si系合金（如6A02、2A50、2Al4）的鑄錠時，晶粒度分別隨鎂含量和銅含量的增大而細(xì)化。但是，應(yīng)該指出，在實(shí)際生產(chǎn)條件下，由于合金中鈦雜質(zhì)的突出作用，總的來講，合金中主要組元對鑄錠晶粒度的影響還是不明顯的。3）熔體過熱溫度對于所有變形鋁合金，當(dāng)其他條件相同時；熔體過熱溫度愈高，則鑄錠形成柱狀晶和粗大等軸晶的傾向愈大。熔體過熱溫度對晶粒度的影響可從兩方面說明：①過熱溫度愈高，雜質(zhì)的去活作用愈強(qiáng)，熔體中可作為非自發(fā)晶核的數(shù)目愈少；②熔體過熱溫度愈高，結(jié)晶前沿液體中的溫度梯度愈陡，使形成濃度過冷的傾向縮小，并使過冷帶變窄，雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在過冷帶停留時間變短，因而依靠原子擴(kuò)散作用使雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)形成該合金晶核的可能性變小，故鑄錠結(jié)晶時形成柱狀晶和粗大等軸晶的傾向增大。3）導(dǎo)流方式向液穴導(dǎo)入熔體的方式直接影響結(jié)晶前沿各區(qū)域的溫度分布，鑄錠的晶粒大小和形狀與這種溫度分布相適應(yīng)。顯然，直接向結(jié)晶前沿處供給過熱金屬，便可以在該處得到柱狀晶組織。比如，將過熱熔體以集中液流導(dǎo)入鑄錠中部，便會促使鑄錠中心得到柱狀晶組織，液流偏斜亦導(dǎo)致主要柱狀晶區(qū)偏移。液流的這種影響①過熱液流減小了結(jié)晶前沿處的過冷，使可以作為非自發(fā)晶核的有效質(zhì)點(diǎn)數(shù)減小；②新的熱的液流的不斷補(bǔ)充，使結(jié)晶前沿既不能建立濃度梯度，又使溫度梯度變得很陡，因而不能產(chǎn)生濃度過冷，過冷帶也變得很窄，即在結(jié)晶前沿前方的液體中很難生核，故導(dǎo)致柱狀晶甚至羽毛晶的生成。在實(shí)際生產(chǎn)中，導(dǎo)流方式主要借助分配漏斗控制，因此漏斗的類型、大小、安放位置、偏斜程度、沉入深度、流眼的孔數(shù)、大小和分布、堵塞情況等都將影響到鑄錠的結(jié)晶組織，應(yīng)引起足夠重視。5）熔體相對結(jié)晶面運(yùn)動鑄錠結(jié)晶期問，采用攪拌或振動等方法加強(qiáng)液穴內(nèi)熔體相對于結(jié)晶面的運(yùn)動，將有利于獲得細(xì)小的等軸晶。這是因?yàn)椋阂环矫?，這種運(yùn)動增強(qiáng)了熔體和冷凝殼之間的熱交換強(qiáng)度，使液穴中熔體溫度降低，結(jié)晶前沿液體中溫度梯度變得平緩，過冷帶變寬，因而，使成核質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目增加。另一方面，這種運(yùn)動促使結(jié)晶面的晶體脫落、熔斷和破碎，增加了固有晶核數(shù)目，從而獲得細(xì)小的等軸晶。6）冷卻速度冷卻速度對鑄錠晶粒度的影響是通過改變鑄錠結(jié)晶前沿的過冷TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".鑄錠的表面缺陷26\o"CurrentDocument"1.拉痕和拉裂26\o"CurrentDocument"2.偏析浮出物27\o"CurrentDocument"3.冷隔（成層）28\o"CurrentDocument"4.鑄錠彎曲29\o"CurrentDocument"5.空心錠內(nèi)孔偏心29\o"CurrentDocument"6.鑄錠尺寸不符30\o"CurrentDocument"7.竹節(jié)30\o"CurrentDocument".電磁錠特有的表面缺陷30\o"CurrentDocument"1.縱向波浪30\o"CurrentDocument"2.縱向皺褶31\o"CurrentDocument"3.其他表面缺陷32\o"CurrentDocument".熱頂鑄造特有的表面缺陷32\o"CurrentDocument"1.搭接式表面（周期性偏析）32\o"CurrentDocument"2.汗珠式表面32\o"CurrentDocument".過濾片引起的缺陷現(xiàn)象、原因及對策33\o"CurrentDocument"鑄造過濾片引起的缺陷現(xiàn)象和原因33\o"CurrentDocument"過濾片鑄造對策343.鑄造過濾片夾渣缺陷349.3.1.兩大類金屬夾雜物來源34\o"CurrentDocument"9.3.2.過濾片鑄造夾渣產(chǎn)生的原因34\o"CurrentDocument"9.3.3.過濾片鑄造防止夾渣措施35\o"CurrentDocument"9.4.過濾片鑄造氣孔缺陷35\o"CurrentDocument"5.過濾片鑄造冷隔缺陷36\o"CurrentDocument"10.夾渣缺陷37\o"CurrentDocument"1.各種液態(tài)鑄造合金37\o"CurrentDocument"夾渣產(chǎn)生的原因37\o"CurrentDocument"防止夾渣措施38\o"CurrentDocument"11.氣孔缺陷38\o"CurrentDocument"1.氣孔38\o"CurrentDocument"氣孔產(chǎn)生原因38\o"CurrentDocument"3.防止氣孔對策39\o"CurrentDocument"12.冷隔缺陷39\o"CurrentDocument"1.冷隔缺陷產(chǎn)生原因39度大小和過冷帶寬度來實(shí)現(xiàn)的。通常冷卻速度愈大，結(jié)晶前沿的過冷度也愈大，因而有效活性雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目愈多，使之有減小柱狀結(jié)晶的趨勢。但是，鑄錠能否得到細(xì)等軸晶，決定的因素還在于過冷帶的寬度。冷卻速度愈大，鑄錠斷面溫度梯度亦愈大，故過冷帶變窄。如果這時過冷帶雖然變窄，但對形成晶核是足夠的話，則鑄錠得到更為細(xì)小的等軸晶。如果過冷帶變窄的程度不能使之生核，則將促進(jìn)柱狀晶組織的形成。在實(shí)際生產(chǎn)中，冷卻速度主要取決于結(jié)晶器有效高度、鑄錠橫斷面尺寸和冷卻水壓的大小。因此，這些因素也通過改變冷卻速度影響著鑄錠的晶粒度和結(jié)晶組織。7）鑄造速度提高鑄造速度使鑄錠邊緣等軸晶帶縮小，而使錠心等軸晶帶擴(kuò)大，柱狀晶帶的寬度則取決于等軸晶帶尺寸的變化大小。這是因?yàn)殡S著鑄造速度的提高，一方面使鑄錠徑向溫度梯度變陡，縱向溫度梯度變緩；而另一方面，鑄錠的結(jié)晶速度增大，特別是鑄錠中心區(qū)的結(jié)晶速度增大更為明顯。這兩個因素的聯(lián)合作用，使得鑄錠中心部位的過冷帶變寬，濃度過冷傾向增大，故利于錠心等軸晶帶的發(fā)展。反之，鑄錠邊緣等軸晶帶變得窄小。但是存在著另一種極端情況，即當(dāng)鑄造速度十分慢時，由于液穴變淺，鑄錠徑向溫度梯度變緩，過冷帶擴(kuò)大。同時由于補(bǔ)充的新液流少，致使整個液穴處于過冷狀態(tài)，加之敞露液面結(jié)晶體的下沉，在這種情況下，整個鑄錠將全部為細(xì)小等軸晶所占據(jù)。在其他條件相同的情況下，通常，鑄錠的晶粒愈粗大，則力學(xué)性能愈低、塑性愈差、壓力加工性能愈壞。所以，在實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證制品性能和加工性能的穩(wěn)定，對鑄錠的晶粒度必須進(jìn)行控制。變形鑄錠的晶粒度在檢查時都是根據(jù)五級標(biāo)準(zhǔn)圖片對照評級并確定成廢的。對重要用途的鑄錠，要求晶粒度較細(xì)，一般允許1級；YS/67-1993對用于建筑型材生產(chǎn)的鑄錠，要求晶粒度不得大于2級；對其他用途的鑄錠，晶粒度可以大一些，一般允許3級。4.2.羽毛狀晶、粗大晶粒由于熔體過熱等原因在鑄錠宏觀組織中形成的類似羽毛狀的金屬組織，稱羽毛狀晶。羽毛狀晶尺寸較大，在鑄錠截面上分布有時分散，有時連成一片。斷口組織呈片狀。顯微組織為粗大攣晶組織，是柱狀晶變種。枝晶一邊為直線李晶晶軸，另一邊為鋸齒狀晶界。鑄錠變形后宏觀組織仍保持羽毛狀，顯微組織由亞晶晶粒組成。羽毛狀晶是在結(jié)晶前沿液體中的溫度梯度十分陡峭，過冷帶極為窄小的情況下生成的。當(dāng)熔體的過熱溫度很高，鑄錠的冷卻速度極快，向結(jié)晶面直接供給熱的金屬流以及熔體中的有效活性質(zhì)點(diǎn)極少時很容易產(chǎn)生。羽毛狀晶的力學(xué)性能不低于等軸晶，但這種晶粒組織存在著很強(qiáng)的方向性，縱向和橫向的力學(xué)性能差異較大，羽毛晶的雙晶面是弱面，在軋制和鍛造時工藝塑性不好，容易沿弱面裂紋。所以，為了保證材料的加工穩(wěn)定性，并提高制品的最終性能，對鑄錠中羽毛晶要進(jìn)行控制。通常，羽毛狀晶按低倍試片上所占的總面積，按鑄錠用途和直徑的大小，分別控制在（30X30）mm?（110X110）mm之間。YS67-1993要求建筑型材生產(chǎn)用鑄錠組織中的羽毛狀晶的總面積不得大于鑄錠橫截面總面積的30%o消除羽毛狀晶的辦法是降低結(jié)晶前沿熔體中的溫度梯度，擴(kuò)大過冷帶和兩相區(qū)的寬度，增大濃度過冷，破碎結(jié)晶骨架，提高合金中活性質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量。具體措施是：1）采用高效變質(zhì)劑，對熔體進(jìn)行變質(zhì)處理。在采用陶瓷管過濾的條件下，最好在過濾后對熔體以接種形式進(jìn)行變質(zhì)處理；2）嚴(yán)格控制熔體的熔煉溫度和鑄造溫度及熔體在熔煉爐和靜置爐的總停留時間；3）適當(dāng)提高結(jié)晶器有效高度，降低冷卻水壓，在熱頂鑄造和矮結(jié)晶器鑄造的時候，更應(yīng)適當(dāng)調(diào)整G/R的比值，使之盡可能小一些；4）合理設(shè)計和安裝漏斗，使之供流均勻，避免熱流切向?qū)虢Y(jié)晶面；5）配料時應(yīng)控制新舊料比，適當(dāng)降低原鋁錠比例，在使用舊料時，應(yīng)考慮廢料的遺傳性影響，適當(dāng)補(bǔ)加有效鈦的含量。粗大晶粒指在宏觀組織上出現(xiàn)的均勻或不均勻的超出晶粒度標(biāo)準(zhǔn)的大晶粒。粗大晶粒不破壞金屬的連續(xù)性，只使金屬某些性能指標(biāo)降低或使性能不均勻。產(chǎn)生粗大晶粒的原因和防止措施與羽毛狀晶基本相同，只是程度不一而已。4.3.光亮晶粒在宏觀組織中存在的色澤光亮的樹枝狀組織稱光亮晶粒。顯微組織特征為粗大枝晶網(wǎng)狀組織，枝晶尺寸比正常組織大拾10以上。光亮晶粒是在漏斗底部（立式鑄造時）或?qū)Я靼澹ㄅP式鑄造時）流口下邊鑄錠側(cè)形成的一種先期凝結(jié)物，它是一種貧乏的鋁固溶體。連續(xù)鑄造時，光亮晶粒是由于鑄錠液穴內(nèi)的過冷帶擴(kuò)展到上述區(qū)域，使已經(jīng)形成的樹枝狀晶掛在漏斗或?qū)Я靼澹ɡ韧耄┑牟黄秸砻嫔?，在過冷度極小的情況下，于液穴中長時間長大而生成的。光亮晶粒在生長過程中，生長速度十分緩慢，且因光亮晶粒周圍的金屬液流不斷更新，使該處的液相成分在結(jié)晶過程中沒有大的變化，在光亮晶粒和液相間始終保持著開始結(jié)晶時的濃度差，因而就使得光亮晶粒成為貧乏的鋁固溶體。在上述區(qū)域形成的光亮晶粒，由于某種原因（比如立式鑄造時鑄造機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，底結(jié)物自重增加或偶然的振動等，在橫向鑄造時，光亮晶粒沿下緣生長到與結(jié)晶前沿相接觸時），就會落入或凝入鑄錠內(nèi)而形成一種獨(dú)特的組織缺陷。從光亮晶粒的上述形成過程，可知它有如下特征：1）在以a固溶體樹枝晶作為一次晶的所有鑄錠中，均有可能產(chǎn)生；2）在光亮晶粒內(nèi)，降低合金熔點(diǎn)的元素如銅、鎂、鋅的含量低于該合金的平均成分；3）光亮晶粒在過冷度極小的情況下生長，結(jié)晶熱的放散極其緩慢，故光亮晶粒的晶內(nèi)結(jié)構(gòu)粗大；4）由于光亮晶粒中合金元素貧乏，光亮晶粒區(qū)域的硬度，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均降低。另外，由于晶內(nèi)結(jié)構(gòu)粗大，且與基體金屬之間的邊界結(jié)合不完善，故伸長率也有所降低；5）在立式鑄造時，光亮晶粒沿鑄錠橫截面的分布與漏斗位置及大小相適應(yīng)，而沿鑄錠縱向的分布沒有規(guī)律，存在著偶然性。在橫向鑄造時，光晶沿鑄錠下部（激冷側(cè)）呈間斷周期分布。顯然，光亮晶粒作為鑄錠的一種組織缺陷，它破壞了鑄錠組織的均一性，使制品性能受到影響，故應(yīng)根據(jù)制品用途進(jìn)行控制。YS/67--1993對光亮晶粒的要求是，在所檢查的每個鑄錠試片內(nèi)，允許不多于2點(diǎn)，每點(diǎn)平均直徑不太于3mm。消除光亮晶粒的根本方法是消滅產(chǎn)生光亮晶粒的溫度條件和光亮晶粒的依附條件，即使液穴內(nèi)過冷帶不擴(kuò)展到金屬分配器處，也盡量使金屬分配器表面圓滑平整。為此，在立式鑄造時，應(yīng)該：1）適當(dāng)提高鑄造溫度和鑄造速度；2）充分預(yù)熱漏斗；3）漏斗不要太大且不要放置過深；4）漏斗孔距漏斗底不要過高；5）漏斗表面涂料并保持光滑平整；6）防止結(jié)晶器內(nèi)金屬水平波動和液流分配不均。在橫向鑄造時，應(yīng)該：1）適當(dāng)提高鑄造溫度和鑄造速度；2）采用導(dǎo)熱良好、下方供流的導(dǎo)流板（如石墨質(zhì)導(dǎo)流板）；3）中間罐金屬液貯藏腔坡度糊制成約45°角，保證金屬順利流動，防止在導(dǎo)流板流口下側(cè)造成死區(qū)；4）鑄造前對中間缶和導(dǎo)流板進(jìn)行充分預(yù)熱5）減少結(jié)晶器下方二次冷卻水量。4.白斑在宏觀組織中存在的白色塊狀物稱白斑。白斑與金屬組織有明顯的色差，但沒有破壞金屬的連續(xù)性。顯微組織特征為基體金屬，沒有合金那樣多的化合物，顯微硬度很低。白斑出現(xiàn)在鑄錠底部。采用純鋁鋪底的合金鑄錠，在開始鑄造時，由于鋪底鋁液中的純鋁懸浮晶體被合金液沖動而進(jìn)入合金熔體并凝固于鑄錠中，或者凝結(jié)于漏斗底部一段時間后散落在鑄錠中，形成白斑。白斑對產(chǎn)品的影響與光亮晶粒相同。當(dāng)白斑呈分散狀時，按夾渣標(biāo)準(zhǔn)處理，其他狀態(tài)一律報廢相連毛料。白斑的防止方法是適當(dāng)提高鋪底鋁的溫度，打凈底結(jié)及浮渣，放合金熔體的時間不要太遲，充分預(yù)熱漏斗，并保證漏斗表面光潔。5.粗大金屬化合物變形鑄錠中的粗大金屬化合物是指鑄造時在液穴內(nèi)或漏斗底部以初晶形式出現(xiàn)的高熔點(diǎn)金屬化合物質(zhì)點(diǎn)。在液穴中自由長大的金屬化合物多以單個質(zhì)點(diǎn)的形式散布在整個鑄錠截面，只有在結(jié)晶前沿傾斜度很大時才集中在鑄錠中心部位而造成偏析。在漏斗底部生成的金屬化合物聚集物（底結(jié)物）則間斷地沒有規(guī)律地散落在結(jié)晶面上，在鑄錠中形成局部偏析。這些粗大金屬化合物的低倍組織特征為分散或聚集的針狀或塊狀凸起，邊界清晰，有金屬光澤，對光有選擇性；斷口組織特征為針狀或塊狀晶體，有閃亮金光澤；顯微組織特征為有特定形狀的粗大化合物，既硬又脆，對不同化學(xué)浸蝕劑有不同著色。金屬加工變形后沿變形方向被破碎成小塊。成分接近共晶點(diǎn)的過共晶合金和成分接近包晶點(diǎn)的合金，在連續(xù)鑄造時，當(dāng)液穴內(nèi)的溫度低于該合金的液相線溫度時就會生成完整形狀的金屬化合物一次晶。但此時，由于金屬化合物的數(shù)量很少，不可能形成連續(xù)的結(jié)晶前沿，在這種情況下，結(jié)晶前沿只有在進(jìn)一步進(jìn)行共晶結(jié)晶或包晶結(jié)晶時才能形成，而結(jié)晶前沿的溫度相當(dāng)于比共晶點(diǎn)或包晶點(diǎn)稍低一點(diǎn)的溫度。由于熔體和硬殼間強(qiáng)烈的熱交換，使得在液穴整個體積或大部分體積中溫度接近于二元共晶點(diǎn)或二元包晶點(diǎn)的溫度，即低于該合金的液相線溫度，這樣就不可避免地促使了金屬化合物的形成。顯然，連續(xù)鑄造時，在鑄錠中生成金屬化合物必須具備兩個條件：①成分條件，即該合金的成分一定位于共晶點(diǎn)或包晶點(diǎn)附近；②溫度條件，即液穴內(nèi)的熔體溫度必須低于該合金液相線溫度。在鋁合金連續(xù)鑄造的不平衡結(jié)晶條件下，出現(xiàn)金屬間化合物一次晶的濃度界限比平衡圖中的要低得多。因此，當(dāng)采用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)含有難熔組元鐵、銀、鋼、鈦、鎰、銘、睇、銘、硼、硅的變形鑄錠時，往往出現(xiàn)金屬間化合物。這也是采用連續(xù)鑄造比起采用錠模鑄造來說，不僅沒有細(xì)化金屬化合物一次晶，反而使產(chǎn)生金屬化合物一次晶的傾向更大，質(zhì)點(diǎn)更粗的原因。連續(xù)鑄造時，鑄錠中粗大金屬化合物的形成和分布具有如下特點(diǎn)：1）粗大金屬化合物只出現(xiàn)在含難熔組元較多的合金如2A70、2A80、2A90、3A21、5A06、5A12、5B06、7A04等合金中。2）液穴中自由長大的金屬化合物一次晶的大小主要取決于它本身的結(jié)晶速度和成長時間。漏斗底結(jié)物的生長條件與光亮晶粒底結(jié)物相似。3）金屬化合物的長大速度與其本性及液穴中熔體的過冷度有關(guān)。提高鑄造溫度使液穴中熔體溫度升高，過冷度減小，一方面提高了出現(xiàn)金屬間化合物一次晶難熔組元的濃度，另一方面降低了結(jié)晶速度，有利于一次晶的細(xì)化。4）金屬化合物的成長時間即在液穴中以懸浮狀態(tài)存在的時間，從鑄錠邊部向中心不斷增加，并與鑄錠的凝固時間成正比。所以，金屬化合物的尺寸相應(yīng)地從鑄錠邊部向中心不斷增大，并隨鑄錠截面增大而增大。5）只有在鑄錠基體部分存在分散的金屬化合物時，才會在鑄錠斷口檢查中，發(fā)現(xiàn)金屬化合物的偏析聚集物。并且分散質(zhì)點(diǎn)越多，在鑄錠的某些地方產(chǎn)生局部偏析的或然率越大。6）對于直徑相同的鑄錠，在使用矮結(jié)晶器鑄造時，出現(xiàn)金屬化合物的傾向性增大。粗大金屬化合物是破壞鑄錠組織均一性的一種重要的組織缺陷。通常金屬化合物硬度高、性質(zhì)脆，特別是當(dāng)它們在鑄錠中形成偏析聚集物時，將不僅急劇降低鑄錠的力學(xué)性能，而且變形時在制品中造成分層缺陷，是降低半制品橫向性能的主要原因。因此，為了保證制品性能的穩(wěn)定，在生產(chǎn)中，對鑄錠中的粗大金屬化合物必須進(jìn)行控制。防止金屬化合物產(chǎn)生的最根本的措施是嚴(yán)格控制合金中難熔組元和雜質(zhì)的含量。其次，應(yīng)該從工藝上采取措施，盡可能提高液穴中熔體的溫度，消除漏斗底結(jié)物的生成條件。主要是：1）適當(dāng)提高鑄造溫度和熔煉溫度；2）充分預(yù)熱漏斗，并使漏斗表面光滑；3）適當(dāng)提高結(jié)晶器中金屬水平或采用高結(jié)晶器；4）對于生成金屬化合物傾向很大的合金，在采用上述工藝措施收效不大的情況下，可以考慮縮小鑄錠截面尺寸；5）尋求金屬化合物即一次晶細(xì)化劑。5.鑄錠的力學(xué)性能鑄錠鑄態(tài)力學(xué)性能的影響因素和分布特征影響鑄錠鑄態(tài)力學(xué)性能的因素主要有：晶粒度、晶內(nèi)結(jié)構(gòu)、鑄錠致密度、組織不均一的程度、化學(xué)成分及區(qū)域偏析的程度。通常，在化學(xué)成分一定的條件下，鑄錠晶粒愈小、晶內(nèi)結(jié)構(gòu)愈細(xì)、致密度愈高、組織不均一的程度愈小、區(qū)域偏析程度愈輕，則鑄錠的綜合力學(xué)性能愈高。其中，對工業(yè)純鋁和軟合金而言，起決定作用的是晶粒大?。粚Ω叱煞钟埠辖鸲裕饹Q定作用的是晶內(nèi)結(jié)構(gòu)的細(xì)薄程度和致密度。力學(xué)性能沿鑄錠截面的分布情況隨鑄造條件的不同而不同。在鑄錠邊緣，力學(xué)性能較低是結(jié)晶器壁導(dǎo)熱速度較低的緣故。在結(jié)晶器出口處，鑄錠冷卻強(qiáng)度急劇增大，使結(jié)晶速度提高，結(jié)果力學(xué)性能提高。在鑄錠中心區(qū)域性能急劇降低，這是冷卻速度降低以及過渡帶尺寸擴(kuò)大的結(jié)果。鑄造速度較低時，性能沿截面的分布比較均勻。提高鑄造速度，使性能的上述分布規(guī)律更加明顯。在提高鑄造速度的同時使用高結(jié)晶器要比使用矮結(jié)晶器更易得到比較均勻的性能，但鑄錠的平均力學(xué)性能卻有所降低。2.鑄錠力學(xué)性能設(shè)計每種合金都有自己的臨界性能，在臨界性能范圍內(nèi)，鑄錠品質(zhì)愈高，則綜合力學(xué)性能愈好，壓力加工時為使產(chǎn)品達(dá)到要求的力學(xué)性能所需的變形量愈小；而變形率愈高，則鑄錠的遺傳性影響愈小。在確定鑄錠應(yīng)該具有怎樣的力學(xué)性能時，應(yīng)該綜合考慮在獲得和利用具有這種性能的鑄錠時所表現(xiàn)的利弊：1）鑄錠的力學(xué)性能決定了鑄錠在熱加工時的性質(zhì)。鑄錠的塑性愈高，允許的熱加工速度愈快，廢品愈少，成品率愈高。2）鑄錠力學(xué)性能對半制品性能的影響隨鑄錠變形程度降低而增大。鑄錠中以粗大致密質(zhì)點(diǎn)形式析出的化合物以及疏松和非金屬夾雜物對半制品力學(xué)性能的遺傳性影響更為突出。3）鑄錠的屈服強(qiáng)度愈大，則加工愈困難、要求的加工功率愈大、鑄錠的加熱溫度愈高，并增加某些附加的費(fèi)用。4）獲得具有極大力學(xué)性能的鑄錠，導(dǎo)致必須限制鑄造速度和機(jī)器的生產(chǎn)率。根據(jù)上面的規(guī)律或事實(shí)，可以認(rèn)為：獲得具有最高和最均勻的力學(xué)性能的鑄錠應(yīng)該是建立連續(xù)鑄造工藝的總的原則之一。但在每一種具體情況下，應(yīng)該正確地估計獲得具有最高力學(xué)性能鑄錠的必要性，以及從提高機(jī)器的生產(chǎn)率或者其他要求出發(fā)，是否可以適當(dāng)降低鑄錠的力學(xué)性能。鑄錠的表面缺陷1.拉痕和拉裂拉痕和拉裂是鑄錠相對于結(jié)晶器（或芯子）滑動時，鑄錠凝殼與結(jié)晶器壁（或芯子壁）之間的摩擦以及二者之間的粘著所引起的，當(dāng)摩擦力和粘著力大于凝殼當(dāng)時的強(qiáng)度極限時就產(chǎn)生了裂口。影響拉痕和拉裂產(chǎn)生的主要因素是：1）合金性質(zhì)。在其他條件相同時，含鎂量較高的鋁合金比其他合金具有更大的形成拉裂的傾向性。因?yàn)檫@種合金鑄錠表面的氧化膜強(qiáng)度低，易粘著，具有很大的拉錠阻力。2）工藝參數(shù)。在其他條件相同時，拉錠阻力隨結(jié)晶器內(nèi)液面的升高、鑄造速度和鑄造溫度的提高、鑄錠直徑的增大、冷卻水壓的降低而提高，因而形成拉痕和拉裂的傾向性增大。此外，結(jié)晶器（芯子）拋光不好，安裝不正確，水垢太厚，液流分配不均，流股沖刷凝殼，潤滑不良等因素均會提高鑄錠形成拉痕和拉裂的傾向。防止拉痕和拉裂的措施是：1）適當(dāng)降低鑄造速度和鑄造溫度；2）適當(dāng)提高冷卻水壓，保證沿鑄錠周邊冷卻均勻；3）降低結(jié)晶器內(nèi)液面高度；4）正確安裝結(jié)晶器、芯子和分配漏斗，防止液流偏斜，沖刷結(jié)晶面；5）保持結(jié)晶槽工作表面光潔度，均勻適時地進(jìn)行潤滑；6）定期清理結(jié)晶器和芯子內(nèi)的水垢；7）不要用被熔體退過火的（現(xiàn)場叫燒了）結(jié)晶器和芯子；8）鑄造機(jī)起動時，由靜摩擦突然過渡到動摩擦?xí)r，其拉錠阻力極大，形成拉裂的傾向性也極大。為此，金屬液面不要上升太快。鑄空心錠時，開始芯子水壓不要過大，水平亦應(yīng)控制低一些為好。2.偏析浮出物偏析浮出物是從鑄錠內(nèi)部滲流出來并在鑄錠表面呈瘤狀或小球狀凝結(jié)的易熔析出物，又叫發(fā)汗帶，俗稱偏析瘤。偏析浮出物中通常都富集有大量易熔組成物。因此，形成易熔共晶體的銅、鎂、鋅、硅的含量在浮出物中急劇升高，而鎰、銘等元素的含量在浮出物中較少。偏析浮出物是在鑄錠表面溫度低于線收縮開始溫度，在鑄錠因收縮剛離開結(jié)晶器壁而表面層還處于固液態(tài)的時候，或者在鑄錠與結(jié)晶器壁問形成了空隙，鑄錠外層產(chǎn)生二次加熱使表層溫度達(dá)到枝晶間易熔組成物的熔點(diǎn)并使其熔化的時候，枝晶間的易熔組成物在液穴中熔體靜壓力的作用下，或者由于被加熱的固溶體晶粒體積增大和易熔物重熔時體積增大而產(chǎn)生的附加力的作用下，沿結(jié)晶骨架的孔道，在氧化膜破裂的地方滲出并在表面凝結(jié)而形成的。影響偏析浮出物形成的因素有：1）合金成分。合金處于固液態(tài)時，結(jié)晶骨架內(nèi)液相的相對數(shù)量愈多，則偏析浮出物形成的傾向愈大。沒有有效結(jié)晶區(qū)間的純鋁和合金沒有形成偏析浮出物的傾向。2）冷卻條件。當(dāng)鑄錠表面層連續(xù)地冷卻時，鑄錠表面層在結(jié)晶器內(nèi)沒有二次加熱和重熔現(xiàn)象，則可以得到實(shí)際上沒有或很少有偏析瘤的鑄錠。在實(shí)際生產(chǎn)條件下，強(qiáng)化對鑄錠和結(jié)晶器的冷卻、縮短結(jié)晶器的有效高度、減小結(jié)晶器的錐度即縮小鑄錠中結(jié)晶器壁之間的縫隙、縮小鑄錠的橫截面尺寸，能降低形成偏析瘤的傾向。而普遍和局部缺水將提高形成偏析瘤的傾向。3）鑄錠表面氧化膜的強(qiáng)度和完整程度。采取各種工藝措施，如：提高結(jié)晶器內(nèi)表面光潔度、均勻潤滑；適當(dāng)降低鑄造速度和鑄造溫度、均布液流、以減小鑄錠和結(jié)晶器壁之間的摩擦，防止和減少表面氧化膜破裂的機(jī)會，可以降低形成偏析浮出物的傾向。偏析浮出物是一種有害的鑄錠表面缺陷。在鑄造過程中，填充在鑄錠和結(jié)晶器之間的偏析浮出物對結(jié)晶器壁產(chǎn)生附加壓力，使拉錠阻力增大。采用帶有偏析浮出物的鑄錠直接進(jìn)行壓力加工，將導(dǎo)致半制品形成分層缺陷，使最終制品性能降低。因此，對鑄錠進(jìn)行加工之前，通常都要車（銃、鏈）掉表面這些缺陷。在生產(chǎn)中，應(yīng)想辦法盡可能消除或減少鑄錠表面的偏析浮出物。其措施是：1）提高冷卻水壓，保證鑄錠周邊冷卻均勻；2）降低結(jié)晶器的有效高度和縮小錐度；3）適當(dāng)降低鑄造速度；4）適當(dāng)降低鑄造溫度；5）保持結(jié)晶器內(nèi)表面光潔度，均勻潤滑；6）正確安裝漏斗，合理分配液流，防止液流偏斜沖刷凝殼，造成凝殼局部熔化。6.3.冷隔（成層］冷隔又叫成層，它是位于鑄錠邊部敞露液面處的熔體提前凝固的結(jié)果。冷隔的形成過程的示意圖如圖2-11-18所示。連續(xù)鑄造時，在某些情況下（比如鑄造速度過低、鑄造溫度過低、冷卻強(qiáng)度過大、金屬水平不穩(wěn)、漏斗偏斜或漏斗眼堵塞等），液穴內(nèi)的金屬不能均勻地到達(dá)鑄錠四周，在金屬流得少的地方，溫度很快降低，逐漸形成硬殼，它們阻止液體流到這個區(qū)域。只有在結(jié)晶器中部液體金屬的水平高度在硬殼之上并提高到足以克服表面張力和破壞氧化膜表面時，金屬液才又流向結(jié)晶器壁，但此時已不能與硬殼很好焊合。這種情況周而復(fù)始，便在鑄錠表面形成了一道道的冷隔。冷隔常常是鑄錠裂紋的起因，并增大了鑄錠銃面和車皮的幾何廢品，降低了成品率。為了盡量減少或消除冷隔，其措施是：1）對于裂紋傾向性較小的合金鑄錠，適當(dāng)提高鑄造速度；2）當(dāng)提高鑄速受到裂紋限制的時候，采用帶錐度的結(jié)晶器或使用熱帽，適當(dāng)降低水壓和適當(dāng)提高鑄造溫度以降低鑄錠周邊層在敞露液面處的冷卻強(qiáng)度，并提高液態(tài)金屬的流動性。3）采用液面自動控制漏斗，并做到正確安裝，大小適宜，以合理分配液流，防止金屬水平波動。6.4.鑄錠彎曲鑄錠產(chǎn)生彎曲的原因主要有三：①鑄造機(jī)的故障（比如導(dǎo)軌不直或?qū)к壟c軸瓦間隙過大等），致使底座平臺在下降過程中產(chǎn)生位移。②鑄造工具如結(jié)晶器、底座、蓋板等安裝不對中或在鑄造過程中位置產(chǎn)生錯動。③由于鑄錠懸掛而引起。鑄錠彎曲程度通常要求小于3mm/m,對于扁鑄錠大面彎曲則要求小于2mm/m。YS67--1993對鑄錠彎曲度的要求是不大于5mm/m。防止鑄錠彎曲的辦法，①經(jīng)常檢查和調(diào)整鑄造機(jī)，使之在運(yùn)行過程中平穩(wěn)不晃動；②正確組裝結(jié)晶器、底座和蓋板，既保證水平度，又保證垂直度，還要保證對中，調(diào)整后要緊固，防止鑄造過程中產(chǎn)生移動；③選用表面光潔、錐度合適、平直的結(jié)晶器，并注意開頭操作，防止鑄錠懸掛。6.5.空心錠內(nèi)孔偏心引起空心錠內(nèi)孔偏心的原因有：芯子安裝不正，結(jié)晶器偏斜，鑄造機(jī)下降不平穩(wěn)，鑄錠彎曲，搪孔不正確，鑄造工具不符合要求，由于芯子水冷不均而造成的鑄錠內(nèi)表面偏析浮出物局部加重?？招腻V偏心的結(jié)果將導(dǎo)致鑄錠壁厚不均，使車削和搪孔量增大，甚至報廢。通常，鑄錠偏心度要求不大于1mm,3912.2.冷隔缺陷對策391.鑄錠中的化學(xué)成分偏析鑄錠中化學(xué)成分分布不均的現(xiàn)象叫偏析。在變形鋁合金中，偏析主要有晶內(nèi)偏析和逆偏析。1.1.晶內(nèi)偏析顯微組織中晶粒內(nèi)化學(xué)成分不均的現(xiàn)象稱晶內(nèi)偏析。晶內(nèi)偏析的顯微組織特征是，浸蝕后的晶內(nèi)呈水波紋狀的類似樹木年輪狀組織。晶粒內(nèi)顯微硬度不同，晶界附近顯微硬度高，晶粒中心顯微硬度低。晶內(nèi)偏析的存在，使晶粒內(nèi)部的化學(xué)成分和鑄錠的組織極不均勻，使鑄錠的性能嚴(yán)重惡化，主要是：1）固溶體晶內(nèi)偏析造成的化學(xué)成分不均勻性和出現(xiàn)的不平衡過剩相，使合金抵抗電化學(xué)腐蝕的穩(wěn)定性降低。2）非平衡共晶或低熔組成物的出現(xiàn)使合金開始熔化溫度降低，使鑄錠在隨后的熱變形或淬火的加熱過程中容易產(chǎn)生局部過燒。3）晶內(nèi)偏析不僅造成非平衡相出現(xiàn)和使第二相數(shù)量增加，而且，這些低熔相在晶枝周圍組成硬而脆的枝晶網(wǎng)絡(luò)，使鑄錠的塑性和加工性能急劇降低。4）由晶內(nèi)偏析造成的化學(xué)成分不均勻性遺傳到半制品中，導(dǎo)致退火后在加工材中形成粗大晶粒。晶內(nèi)偏析是不平衡結(jié)晶造成的。因此在鋁合金連續(xù)鑄造的實(shí)際生產(chǎn)中，晶內(nèi)偏析是不可避免的。消除晶內(nèi)偏析的有效方法是對鑄錠進(jìn)行長時間的均勻化處理。在連續(xù)鑄造時，減輕晶內(nèi)偏析的方法是：第一，提高冷卻速度，采用變質(zhì)處理以細(xì)化晶粒和晶內(nèi)結(jié)構(gòu)，縮小晶內(nèi)偏析的范圍。第二，采用完全相反的方法，降低冷卻速度，進(jìn)行類似錠模鑄造的深液穴鑄造，以降低鐵、鎰等元素的過飽和程度從而減輕偏析程度。第三，選擇一些能適當(dāng)?shù)馗淖兒辖鸾Y(jié)晶性質(zhì)的添加劑。例如在3A21合金中加入適量鐵，使固浴體中鋅的濃度降低，從而減少鋅在晶粒內(nèi)部分布的不均錠坯偏心度要求小于0.75mmo防止空心錠偏心的基本措施是從鑄造機(jī)和鑄造工具入手，消除上述產(chǎn)生偏心的原因。6.6.鑄錠尺寸不符鑄錠尺寸不符就是指鑄錠或錠坯的實(shí)際幾何尺寸與要求的尺寸不相符合。造成鑄錠尺寸不符的主要原因有：1）流口堵的過早或過晚；2）行程指示器失靈；3）鑄造井積渣過多，鑄錠長度達(dá)不到要求；4）計劃尺寸下達(dá)錯誤；5）爐料量不足；6）機(jī)械電氣設(shè)備事故；7）鑄錠由于表面夾渣、偏析瘤、冷隔、疏松和裂紋等原因引起車皮作堂孔）量增加，導(dǎo)致錠坯尺寸超出公差；8）因停電或其他原因引起的鑄造中途停車。7.竹節(jié)因鑄造設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)問題或結(jié)晶器內(nèi)表面錐度過大，在鑄錠表面形成的類似竹節(jié)的缺陷稱竹節(jié)。一般通過車皮或銃面可以去處。7.電磁錠特有的表面缺陷1.縱向波浪縱向波浪就是鑄錠橫斷面尺寸的波動，又稱橫向皺褶。它是在液面波動或鑄造速度、冷卻強(qiáng)度、見水位置及鑄錠對垂直軸線的偏斜等發(fā)生變化的條件下，鏈錠表面固液區(qū)分界線位置發(fā)生改變，使電磁壓力與液體靜壓力失去平衡，導(dǎo)致鑄錠縱向上直徑忽大忽小而形成的?？v向波浪的形成過程可以說明如下：在正常鑄造條件下，鑄錠邊部液一固區(qū)分界線通?？刂圃诟袘?yīng)圈中位面附近，此時建立了合金液柱靜壓力與電磁力的平衡關(guān)系（即Pgh=KI2）,鑄出的鑄錠保持平直。假定在某一時刻，上述參數(shù)之一發(fā)生變化，例如當(dāng)液面降低則液柱靜壓力相應(yīng)降低PgZXh,于是，電磁推力與靜壓力的關(guān)系失去平衡，電磁推力相對增大，則液柱變細(xì)。冷凝后變細(xì)的鑄錠的見水位置下移，因而鑄錠固液區(qū)分界線相應(yīng)下移，液柱相應(yīng)提高，靜壓力增大，而在固液界面處的電磁推力又小于中位面處的電磁推力，故鑄錠又逐漸變粗。如此反復(fù)，便形成了連續(xù)的縱向波浪。所以，消除電磁鑄錠縱向波浪的基本措施是合理選擇電磁屏蔽的錐角，建立電磁力與合金液柱靜壓力的平衡關(guān)系。在電磁鑄造裝置確定的前提下，選擇合適的液面高度（一般控制在35?50mm為宜）和鑄造速度，并保證各電氣參數(shù)和工藝參數(shù)在鑄造過程中保持相對穩(wěn)定。止匕外，鑄造機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)也是保證獲得優(yōu)良表面鑄錠的必要條件。2.縱向皺褶縱向皺褶產(chǎn)生于液柱側(cè)面并在冷卻時保留在鑄錠上。它是在鑄造溫度偏低、鑄造速度較慢、液態(tài)金屬供給不勻、沿鑄錠周邊冷卻不均的條件下產(chǎn)生的。主要分布在熱金屬不進(jìn)入的地方或者水冷較強(qiáng)烈的地方。提高鑄錠冷卻強(qiáng)度，使產(chǎn)生縱向皺褶的傾向性增大。產(chǎn)生縱向皺褶的機(jī)理是：在電磁鑄造時，由于液穴中電磁攪拌的作用，結(jié)晶前沿處固液兩相間的熱交換過程十分強(qiáng)烈，液相的蓄熱量急劇降低，因而給液穴體積內(nèi)晶體的生成創(chuàng)造了良好的條件。在鑄造溫度偏低，或者鑄造速度較慢時，上述情況得到加強(qiáng)。液穴中形成的這些微小的懸浮晶在運(yùn)動的金屬流的作用下，被帶到液柱周邊區(qū)域。在鑄錠四周冷卻不均或供流不均的條件下，在熱金屬不進(jìn)入的地方或者水冷強(qiáng)烈的地方，液區(qū)周邊的氧化膜上就會附聚更多更厚的微晶體，在這些晶體濃度比較大的部位，金屬的流動性大為降低，于是在液區(qū)周邊層形成了不同深度的垂直方向的溝槽。伴隨著液區(qū)周邊層熔體密度的這種不均勻的變化，熔體的導(dǎo)電率和表面張力也相應(yīng)產(chǎn)生不均勻的變化，于是，在磁場的作用下，液區(qū)周邊層區(qū)域產(chǎn)生了不同的表面變形條件，導(dǎo)致了與電磁推力方向一致的縱向皺褶的形成，這些皺褶在凝固時被完整的保留在鑄錠表面。由上可知，液穴中熔體的循環(huán)是促進(jìn)懸浮晶形成和將懸浮晶帶至液區(qū)周邊層的主要原因，因而控制和減弱熔體的循環(huán)強(qiáng)度是消除縱向皺褶的主要辦法。為此可選擇較高的電流頻率和適當(dāng)?shù)钠帘螀?shù)，還可降低屏蔽相對于感應(yīng)器的位置。在電磁鑄造的裝置及電氣和幾何參數(shù)確定的條件下，消除縱向皺褶的方法是：提高鑄造溫度、提高金屬分布的均勻性和冷卻的均勻程度。3.其他表面缺陷電磁鑄錠表面的小疵和小麻眼是一類很難消除的表面缺陷，它們是在液穴內(nèi)氧化夾雜物上生成的懸浮晶體被帶到表面的結(jié)果。消除這類缺陷的手段首先是對液體金屬進(jìn)行充分的預(yù)先精煉，正確地向液穴中導(dǎo)入熔體。此外，應(yīng)選擇合適的鑄造制度，即適當(dāng)提高鑄造溫度，建立均勻的冷卻條件等。除了上面的表面缺陷外，電磁鑄造時還往往產(chǎn)生鑄錠橫截面尺寸超差的現(xiàn)象。引起尺寸超差的主要原因有：工具設(shè)計不合理，供電電流過大或過小，液面過高或過低。8.熱頂鑄造特有的表面缺陷1.搭接式表面（周期性偏析）搭接式表面是在熱頂鑄造時，鑄錠的表面形成發(fā)生在熱頂和結(jié)晶器的交界處，所以，其過程很不容易控制。搭接式表面的形成機(jī)理可用圖2—11—21的模型大致說明如下：由結(jié)晶器壁生長出彎液面，它與熱頂下面保持接觸（圖2—11—21（a））。隨著鑄錠下降，彎液面上部的空間擴(kuò)大，接著到達(dá)熱頂突臺的邊緣，彎液面上端與熱頂突臺邊緣保持橋式結(jié)合（圖2—11—21（b））。鑄錠進(jìn)一步下降，上部空間逐漸增大，熱傳導(dǎo)減小，因而橋式結(jié)合部溫度上升，接著便破裂，熔體流人，回復(fù)到開始階段（圖2—11—21（c））。上述過程周而復(fù)始，于是便形成了類似成層（即冷隔）的搭接式表面。在（b）階段，由于內(nèi)側(cè)部分的凝固速度慢，溶質(zhì)元素在此濃聚，而固體中的溶質(zhì)元素降低，因而在鑄錠表面層出現(xiàn)了合金元素的周期性偏析（圖顯然，搭接式表面和偏析區(qū)的深度與熱頂貯槽內(nèi)側(cè)的突出距離成比例。2.汗珠式表面汗珠式表面也是熱頂鑄造的特有缺陷之一。它是鑄造過程中，由于在結(jié)晶器和熱頂接觸的邊角部位形成負(fù)壓空間，熔體中的氣體在鑄錠表皮下凝聚長大而造成的氣泡表面。為了減少和防止熱頂鑄造特有的缺陷，獲得光滑而穩(wěn)定的表面品質(zhì)，世界各國對熱頂鑄造的裝置和工藝進(jìn)行了大量改進(jìn)，其中，比較有成效的辦法有：1）由試驗(yàn)確定最佳的鑄造速度，使從結(jié)晶器壁導(dǎo)出的熱量最小，即使MAL接近于零。2）由試驗(yàn)確定鋁液靜壓力、結(jié)晶器高度和鑄造速度三個參數(shù)間的最佳配合值，使熱頂和結(jié)晶器接合處金屬液的彎月面保持不變。3）在結(jié)晶器頂面和內(nèi)表面上部周圍開挖油溝，利用鑄錠下降時在結(jié)晶器和熱頂接觸處的邊角部位所造成的負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)自動供給潤滑油。4）采用石墨作結(jié)晶器內(nèi)表面襯套，并在石墨襯套的上部和結(jié)晶器之間開一空氣隙，一方面降低一次冷卻強(qiáng)度，另一方面利用石墨的自潤滑性。5）在熱頂和結(jié)晶器之間，插入石墨或金屬薄環(huán)，以降低該處的一次冷卻強(qiáng)度。6）在熱頂和結(jié)晶器之間插入分流板或者采用具有上小下大喇叭形供料口的熱頂或者其他辦法，以改變和控制進(jìn)入結(jié)晶器的液流。7）從熱頂和結(jié)晶器之間導(dǎo)入壓力與該位置熔體靜壓力相平衡的空氣或惰性氣體，使熔體在該處不與結(jié)晶器接觸。9.過濾片引起的缺陷現(xiàn)象、原因及對策現(xiàn)今鑄造行業(yè)占據(jù)工業(yè)行業(yè)一大，生活中常用到的過濾網(wǎng)里的過濾片，在金屬液體工業(yè)過濾的時候會出現(xiàn)的問題也有許多，今天洛陽森輝玻璃纖維有限公司的小編同大家一同分析下過濾網(wǎng)中過濾片會出現(xiàn)問題及對策應(yīng)對的相關(guān)情況，我們先來了解下鑄造過濾片會出現(xiàn)的問題。鑄造過濾片引起的缺陷現(xiàn)象和原因.網(wǎng)孔出現(xiàn)澆不足、鑄件夾渣物的現(xiàn)象，原因是過濾片網(wǎng)孔過小或過流面積不足；過濾片網(wǎng)孔過大。.尺寸出現(xiàn)過濾片漂浮或放不進(jìn)的現(xiàn)象，原因是過濾片尺寸公差與模型不匹配；尤其是金屬型對尺寸要求相對較高。.澆鑄破裂出現(xiàn)鑄件或澆道夾過濾片碎渣的現(xiàn)象，原因是過濾片質(zhì)量失控出現(xiàn)波動或過濾能力不夠；過濾片放置位置不合理；澆鑄系統(tǒng)設(shè)計不合理的三種原因。2.過濾片鑄造對策.過濾片鑄造網(wǎng)孔出現(xiàn)澆不足、鑄件夾渣物的現(xiàn)象，對策是選擇較大網(wǎng)孔過濾片或增大過濾面積；在滿足過濾能力的基礎(chǔ)上選擇較小網(wǎng)孔的過濾片。.過濾片鑄造尺寸出現(xiàn)過濾片漂浮或放不進(jìn)的現(xiàn)象，對策是了解客戶的澆注工藝；模具及公差要求；過濾片大小要適合模具尺寸。.過濾片鑄造澆鑄破裂出現(xiàn)鑄件或澆道夾過濾片碎渣的現(xiàn)象，對策是了解客戶現(xiàn)場條件及使用環(huán)境，提供相適應(yīng)的產(chǎn)品；改變過濾片的放置方式；重新設(shè)計澆鑄系統(tǒng)，合理及安全使用過濾片。3.鑄造過濾片夾渣缺陷3.1.兩大類金屬夾雜物來源各種液態(tài)鑄造合金在熔煉和澆注過程中均會產(chǎn)生夾雜物，金屬夾雜物依據(jù)其來源可以分為兩大類：(1)外來夾雜物。來源于爐襯、澆包耐火材料的侵蝕，熔渣或與空氣反應(yīng)形成的浮渣，型砂的沖蝕，或其它任何與金屬熔體接觸的材料的侵蝕;；(2)內(nèi)生夾雜物。這類夾雜物是由金屬熔體內(nèi)的反應(yīng)形成，如鎂硫夾雜物。鎂硫夾雜物是由于球化處理過程中加入鎂硅鐵合金后在鐵液內(nèi)反應(yīng)而形成。9.3.2.過濾片鑄造夾渣產(chǎn)生的原因(1)硅：硅的氧化物也是夾渣的主要組成部分，因此盡可能降低含硅量；(2)硫：鐵液中的硫化物是球鐵件形成夾渣缺陷的主要原因之一。硫化物的熔點(diǎn)比鐵液熔點(diǎn)低，在鐵液凝固過程中，硫化物將從鐵液中析出，增大了鐵液的粘度，使鐵液中的熔渣或金屬氧化物等不易上浮。因而鐵液中硫含量太高時，鑄件易產(chǎn)生夾渣。球墨鑄鐵原鐵液含硫量應(yīng)控制在0.06%以下，當(dāng)它在0.09%?0.135%時，鑄鐵夾渣缺陷會急劇增加；(3)稀土和鎂：近年來研究認(rèn)為夾渣主要是由于鎂、稀土等元素氧化而致，因此殘余鎂和稀土不應(yīng)太高；(4)澆注溫度：澆注溫度太低時，金屬液內(nèi)的金屬氧化物等因金屬液的粘度太高，不易上浮至表面而殘留在金屬液內(nèi)；溫度太高時，金屬液表面的熔渣變得太稀薄，不易自液體表面去除，往往隨金屬液流入型內(nèi)。而實(shí)際生產(chǎn)中，澆注溫度太低是引起夾渣的主要原因之▲?9(5)澆注系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)合理，具有擋渣功能，使金屬液能平穩(wěn)地充填鑄型，力求避免飛濺及紊流；(6)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料，它們可與金屬液中的氧化物合成熔渣，導(dǎo)致夾渣產(chǎn)生；砂型的緊實(shí)度不均勻，緊實(shí)度低的型壁表面容易被金屬液侵蝕和形成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生夾渣。3.3.過濾片鑄造防止夾渣措施(1)控制鐵液成分：盡量降低鐵液中的含硫量(<0.06%),適量加入稀土合金(0.1%?0.2%)以凈化鐵液，盡可能降低含硅量和殘鎂量；(2)熔煉工藝：要盡量提高金屬液的出爐溫度，適宜的靜置，以利于非金屬夾雜物的上浮、聚集。扒干凈鐵液表面的渣子，鐵液表面應(yīng)放覆蓋劑(珍珠巖、草木灰等)，防止鐵液氧化。選擇合適的澆注溫度，不低于1350C；(3)澆注系統(tǒng)要使鐵液流動平穩(wěn)，設(shè)置集渣包和泡沫陶瓷濾片擋渣裝置；(4)鑄型緊實(shí)度應(yīng)均勻，強(qiáng)度足夠；合箱時應(yīng)吹凈鑄型中的砂子。4.過濾片鑄造氣孔缺陷1、氣孔通常是鑄件中常見的缺陷，往往占鑄件廢品的比例很高。在現(xiàn)代生產(chǎn)條件下，反應(yīng)性氣孔與析出性氣孔較為少見，較為多見的是侵入性氣孔?，F(xiàn)對侵人性氣孔分析出如下：2、氣孔產(chǎn)生原因(1)型腔排氣不充分，排氣總截面積偏??；(2)澆注溫度較低；(3)澆注速度太慢；鐵液充型不平穩(wěn)，有氣體卷入；(4)型砂水份偏高；型砂內(nèi)灰份含量高，型砂透氣性差；(5)澆注系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，鐵水卷進(jìn)氣體；(6)孕育劑未經(jīng)干燥且粒度不當(dāng)；鐵液未充分除渣，澆注時未擋渣，引起渣氣孔；(7)澆注時未及時引火。3、防止氣孔對策(1)模型上較高部位設(shè)置數(shù)量足夠、截面恰當(dāng)?shù)某鰵忉樆蚺艢馄?，通常排氣截面?yīng)為內(nèi)澆道總截面積1.5—1.8倍左右；(2)澆注系統(tǒng)按半開放半封閉原則設(shè)置為宜，并在澆道內(nèi)增加泡沫陶瓷過濾片裝置，泡沫陶瓷過濾片有整流作用，鐵液充型時比較平穩(wěn)，不會沖擊鑄型或產(chǎn)生飛濺或卷人氣體。澆注系統(tǒng)的截面大小以8-10kg/s澆注速度來計算較為適宜；(3)鐵液的熔煉溫度應(yīng)不低于1500C,而手工澆注時末箱的澆注溫度應(yīng)控制在1400?C左右(視鑄件大小與壁厚可適當(dāng)調(diào)整)。能采用自動澆注，澆注溫度誤差應(yīng)在20℃以內(nèi)；)一個好的適于高壓造型的砂處理系統(tǒng)，型砂水分應(yīng)控制在2.8-3.2%,其緊實(shí)率應(yīng)在36-42%之間，而溫壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)180-220kpa(均指在造型機(jī)處取樣檢測)。為達(dá)這些指標(biāo)，需監(jiān)控型砂的灰份，輔助材料的添加量，合適的原砂粒度、循環(huán)砂的溫度及混砂效率；(5)注意做好鐵液去渣，澆注時擋渣引火以及孕育劑的干燥等工作。5.過濾片鑄造冷隔缺陷1、冷隔缺陷產(chǎn)生原因(1)澆注溫度過低，鐵水充型能力變?nèi)酰?2)砂型的透氣性差，型砂內(nèi)氣體壓力過大，鐵水不能及時充型；(3)澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理，橫澆道及內(nèi)澆道截面積?。?4)澆口杯上粘附殘渣，使?jié)沧囟冉档汀?、過濾片鑄造冷隔缺陷對策(1)優(yōu)化澆注系統(tǒng)設(shè)計，增大泡沫陶瓷過濾片面積，增加鐵水的過流量；(2)改進(jìn)型砂的透氣性能，增加排氣道；(3)提高鑄件澆注溫度；(4)清理澆口杯部位。10.夾渣缺陷1.各種液態(tài)鑄造合金在熔煉和澆注過程中均會產(chǎn)生夾雜物，金屬夾雜物依據(jù)其來源可以分為兩大類：(1)外來夾雜物。來源于爐襯、澆包耐火材料的侵蝕，熔渣或與空氣反應(yīng)形成的浮渣，型砂的沖蝕，或其它任何與金屬熔體接觸的材料的侵蝕；(2)內(nèi)生夾雜物。這類夾雜物是由金屬熔體內(nèi)的反應(yīng)形成，如鎂硫夾雜物。鎂硫夾雜物是由于球化處理過程中加入鎂硅鐵合金后在鐵液內(nèi)反應(yīng)而形10.2.夾渣產(chǎn)生的原因(1)硅：硅的氧化物也是夾渣的主要組成部分，因此盡可能降低含硅量；(2)硫：鐵液中的硫化物是球鐵件形成夾渣缺陷的主要原因之一。硫化物的熔點(diǎn)比鐵液熔點(diǎn)低，在鐵液凝固過程中，硫化物將從鐵液中析出，增大了鐵液的粘度，使鐵液中的熔渣或金屬氧化物等不易上浮。因而鐵液中硫含量太高時，鑄件易產(chǎn)生夾渣。球墨鑄鐵原鐵液含硫量應(yīng)控制在0.06%以下，當(dāng)它在0.09%?0.135%時，鑄鐵夾渣缺陷會急劇增加；(3)稀土和鎂：近年來研究認(rèn)為夾渣主要是由于鎂、稀土等元素氧化而致，因此殘余鎂和稀土不應(yīng)太高；(4)澆注溫度：澆注溫度太低時，金屬液內(nèi)的金屬氧化物等因金屬液的粘度太高，不易上浮至表面而殘留在金屬液內(nèi)；溫度太高時，金屬液表面的熔渣變得太稀薄，不易自液體表面去除，往往隨金屬液流入型內(nèi)。而實(shí)際生產(chǎn)中，澆注溫度太低是引起夾渣的主要原因之(5)澆注系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)合理，具有擋渣功能，使金屬液能平穩(wěn)地充填鑄型，力求避免飛濺及紊流；)型砂：若型砂表面粘附有多余的砂子或涂料，它們可與金屬液中的氧化物合成熔渣，導(dǎo)致夾渣產(chǎn)生；砂型的緊實(shí)度不均勻，緊實(shí)度低的型壁表面容易被金屬液侵蝕和形成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生夾渣。3.防止夾渣措施(1)控制鐵液成分：盡量降低鐵液中的含硫量(<0.06%),適量加入稀土合金(0.1%?0.2%)以凈化鐵液，盡可能降低含硅量和殘鎂量；(2)熔煉工藝：要盡量提高金屬液的出爐溫度，適宜的靜置，以利于非金屬夾雜物的上浮、聚集。扒干凈鐵液表面的渣子，鐵液表面應(yīng)放覆蓋劑(珍珠巖、草木灰等)，防止鐵液氧化。選擇合適的澆注溫度，最好不低于1350℃；(3)澆注系統(tǒng)要使鐵液流動平穩(wěn)，設(shè)置集渣包和泡沫陶瓷濾片擋渣裝置；(4)鑄型緊實(shí)度應(yīng)均勻，強(qiáng)度足夠；合箱時應(yīng)吹凈鑄型中的砂子。11.氣孔缺陷1.氣孔通常是鑄件中常見的缺陷，往往占鑄件廢品的比例很高。在現(xiàn)代生產(chǎn)條件下，反應(yīng)性氣孔與析出性氣孔較為少見，較為多見的是侵入性氣孔。現(xiàn)對侵人性氣孔分析出如下：氣孔產(chǎn)生原因(1)型腔排氣不充分，排氣總截面積偏小；(2)澆注溫度較低；(3)澆注速度太慢；鐵液充型不平穩(wěn)，有氣體卷入；(4)型砂水份偏高；型砂內(nèi)灰份含量高，型砂透氣性差；(5)澆注系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，鐵水卷進(jìn)氣體；(6)孕育劑未經(jīng)干燥且粒度不當(dāng)；鐵液未充分除渣，澆注時未擋渣，引起渣氣孔；(7)澆注時未及時引火。11.3.防止氣孔對策(1)模型上較高部位設(shè)置數(shù)量足夠、截面恰當(dāng)?shù)某鰵忉樆蚺艢馄?，通常排氣截面?yīng)為內(nèi)澆道總截面積1.5—1.8倍左右；(2)澆注系統(tǒng)按半開放半封閉原則設(shè)置為宜，并在澆道內(nèi)增加泡沫陶瓷過濾片裝置，泡沫陶瓷過濾片有整流作用，鐵液充型時比較平穩(wěn)，不會沖擊鑄型或產(chǎn)生飛濺或卷入氣體。澆注系統(tǒng)的截面大小以8-10kg/s澆注速度來計算較為適宜；(3)鐵液的熔煉溫度應(yīng)不低于1500C,而手工澆注時末箱的澆注溫度應(yīng)控制在1400?C左右(視鑄件大小與壁厚可適當(dāng)調(diào)整)。最好能采用自動澆注，澆注溫度誤差應(yīng)在20℃以內(nèi)；(4)一個好的適于高壓造型的砂處理系統(tǒng)，型砂水分應(yīng)控制在2.8-3.2%,其緊實(shí)率應(yīng)在36-42%之間，而溫壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)180-220kpa(均指在造型機(jī)處取樣檢測)。為達(dá)這些指標(biāo)，需監(jiān)控型砂的灰份，輔助材料的添加量，合適的原砂粒度、循環(huán)砂的溫度及混砂效率；(5)注意做好鐵液去渣，澆注時擋渣引火以及孕育劑的干燥等工作。12.冷隔缺陷12.1.冷隔缺陷產(chǎn)生原因(1)澆注溫度過低，鐵水充型能力變?nèi)酰?2)砂型的透氣性差，型砂內(nèi)氣體壓力過大，鐵水不能及時充型；(3)澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理，橫澆道及內(nèi)澆道截面積??；(4)澆口杯上粘附殘渣，使?jié)沧囟冉档汀?2.2.冷隔缺陷對策(1)優(yōu)化澆注系統(tǒng)設(shè)計，增大泡沫陶瓷過濾片面積，增加鐵水的過流量；(2)改進(jìn)型砂的透氣性能，增加排氣道；(3)提高鑄件澆注溫度；一性。實(shí)際生產(chǎn)中，在有雜質(zhì)鐵存在時，添加鈦對減輕3A21合金固溶體晶粒中的偏析有好處，因?yàn)殁伷龊玩勂龅姆较蛘孟喾?，樹枝狀晶的中心含鈦高，從而減少了鑄態(tài)晶粒中心和邊緣部分的固熔體濃度之差。2.逆偏析鑄錠邊部的溶質(zhì)濃度高于鑄錠中心溶質(zhì)濃度的現(xiàn)象稱逆