在灰铸铁件生产中,常见的铸件缺陷有:气孔、成分与性能不合格、热裂与冷裂、缩孔与缩松、渣眼与铁豆、冷隔与浇不足、砂眼与夹砂、多肉与错辐、变形等。通常,产生这些缺陷的原因不单是造型制芯问题,有时还有熔炼浇注、配砂质量、落砂清理等许多生产工序的问题。
砂型浇注后,由于铁液的静压力或凝固而引起的膨胀力,常导致型壁移动和砂芯溃散,这就会使铸件产生内部缩孔和表面缩陷。因此为使铸件尺寸稳定,要最大限度地使铸型紧实。为了节约造型材料,造芯时广泛采用了空心砂芯,它比实体芯轻,故热容量小,凝固速度慢,这会导致砂型扩张或砂芯溃散。此外,铁液可能通过芯头或砂芯上的裂纹而渗入其中空部分,这也会使铸件产生缺陷。
浇注温度过低时可能形成的缺陷:硫化锰气孔-此种气孔位于铸件表皮以下且多在上面,常在加工后显露出来,气孔直径约2~6mm。液体夹渣-加工后铸件表皮之下会发现一个个单体的小孔,孔的直径一般为1~3mm。砂芯气体引起的气孔-气孔和多空性气孔常因砂芯排气不良而引起。
浇注温度过高会引起砂型涨大,特别是具有复杂砂芯的铸件,当浇注温度≥1420℃时废品增多,浇注温度为1460℃时废品达50%。在生产中,利用感应电炉熔炼能较好地控制铁液温度。
灰铸铁缺陷产生的原因:影响灰铸铁力学性能的主要因素:冷却速度,铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等。
影响铸件冷却速度的因素较多:铸件壁厚和重量、铸型材料的种类、浇冒口和重量等等。由于划线平台铸件的壁厚、重量和结构取决于工作条件,不能随意改变,故在选择化学成分时应考虑到它们对组织的影响。
铁液过热处理:提高铁液过热温度可以:增加化合碳含量和相应减少石墨碳含量,细化石墨,并使枝晶石墨的形成,消除铸铁的“遗传性”,提高铸件断面上组织的均匀性,有利于铸件的补缩。同样,铁液保温也有铁液过热的类似作用。
铁液孕育处理:对灰铸铁而言,进行孕育处理是为了获得A型石墨、珠光体基体、细小共晶团的组织,以及减少铸件薄壁或边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏感性;对可锻铸铁而言,是为了缩短短退火周期,增大铸件的允许壁厚和改善组织的结构;对球墨铸铁而言,是为了减少铸件白口倾向,提高球化率和改善石墨的圆整性。