煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂，加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面，防止鑄件產(chǎn)生粘砂，夾砂等缺陷，其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體，防止鐵液被氧化，或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體，使金屬液與鑄型材料之間和囪?？紫吨械臍怏w壓力猛增，有效地防止液態(tài)金屬的滲入，3.煤粉受熱軟化，結(jié)焦變成膠質(zhì)體，堵塞或砂粒的孔隙，使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳，它是一種微晶碳或不定型石墨，不被鐵液及其他氧化物，就會形成熱。鑄鋼件特征：氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞，呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形，有時多個氣孔組成一個氣團，皮下一般呈梨形。嗆孔形狀不規(guī)則，且表面粗糙，氣窩是鑄件表面凹進去一塊，表面較。明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn)，皮下氣孔經(jīng)機械加工后才能發(fā)現(xiàn)。后制件或毛坯的，以上為直接鑄造,還有間接鑄造指將熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金通過沖頭注入密閉的模具型，并施以高壓，使之在壓力下結(jié)晶凝固成型，后制件或毛坯的。連續(xù)鑄造是利用貫通的結(jié)晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬，從另一端連續(xù)地成型材料的鑄造方，的控制，為產(chǎn)品制造廠挽救了巨大的損失，也為后續(xù)船舶建造節(jié)點的順利完成打下了基礎(chǔ)，本文首先分析了船用掛舵臂鑄鋼件大型化的趨勢,進一步結(jié)合生產(chǎn)工藝。分析了掛舵臂鑄鋼件容易出現(xiàn)的缺陷，并給出圖示,進一步梳理了如何合理使用無損探傷技術(shù)發(fā)現(xiàn)缺陷,后結(jié)合某32.5萬噸礦砂船大型掛舵臂鑄鋼件的修復(fù)實例總結(jié)了大缺陷焊補的和注意要點，隨著的經(jīng)濟發(fā)展進入到一個蕭條時。
鑄造的定義：是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造，詳細的分類如下表所示。砂型鑄造：砂型鑄造——在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。精密鑄造：精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產(chǎn)品精密、復(fù)雜、接近于零件后形狀，可不加工或很少加工就直接使用，是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優(yōu)缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結(jié)。形成原因：1、模具預(yù)熱溫度太低，金屬經(jīng)過澆注時冷卻太快。2、模具排氣設(shè)計不良，氣體不能通暢。3、涂料不好，本身排氣性不佳，甚至本身揮發(fā)或分解出氣體。4、模具型腔表面有孔洞、凹坑，金屬注入后孔洞、凹坑處氣體迅速壓縮金屬，形成嗆孔。ZG0Cr18Ni12Mo2Ti輪子5、模具型腔表面銹蝕，且未清理干凈。6、原材料（砂芯）存放不當(dāng)，使用前未經(jīng)預(yù)熱。7、脫氧劑不佳，或用量不夠或操作不當(dāng)?shù)取?/p>
而應(yīng)采用雙晶直或斜。相控陣超聲檢測技術(shù)(PAUT)的使用PAUT技術(shù)也被用于32.5萬噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件的超聲波探傷中，PAUT是一種依據(jù)設(shè)定的聚焦法則對陣列各個單元在發(fā)射或接收聲波時施加不同的時間(或電壓)，通過波束形成實現(xiàn)檢測聲束的。偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能的超聲檢測成像技術(shù)，通過檢驗發(fā)現(xiàn)，PAUT技術(shù)可有效檢測出鑄鋼件軸孔位置所關(guān)注區(qū)域的內(nèi)部缺陷，與的A脈沖超聲波檢測技術(shù)結(jié)果基本一致，的A脈沖超聲波檢測技術(shù)無法直接快速判斷缺陷的形狀。需要與試塊進行對比，且探傷結(jié)果無法數(shù)字化儲存,使用PAUT技術(shù)C掃描成像的缺陷檢測，可以更加準(zhǔn)確的判斷缺陷的形狀，鑄件結(jié)構(gòu)方面鑄件的形狀與尺。防止：1、模具要充分預(yù)熱，涂料（石墨）的粒度不宜太細，透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應(yīng)存通風(fēng)干燥處，使用時要預(yù)熱。5、澆注溫度不宜過高。
北京ZG0Cr18Ni12Mo2Ti鑄鋼件輪子特征：縮孔是鑄件表面或內(nèi)部存在的一種表面粗糙的孔，輕微縮孔是許多分散的小縮孔，即縮松，縮孔或縮松處晶粒。常發(fā)生在鑄件內(nèi)澆道附近、冒口、厚大部位，壁的厚薄轉(zhuǎn)接處及具有大平面的厚薄處。對黑色合金鑄件，也只限于形狀較簡單的中、小鑄件。5.低壓鑄造低壓鑄造是指使金屬在較低壓力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的。低壓鑄造工藝原理圖：1—保溫室2—坩堝3—升液管4—貯氣罐5—鑄型低壓鑄造的工作原理下圖所示。把熔煉好的金屬液倒入保溫坩堝，裝上密封蓋，升液導(dǎo)管使金屬液與鑄型相通，鎖緊鑄型，地向坩堝爐內(nèi)通入干燥的壓縮空氣，金屬液受氣體壓力的作用，由下而上沿著升液管和澆注充滿型腔，并在壓力下結(jié)晶，鑄件成型后撤去坩堝內(nèi)的壓力，升液管內(nèi)的金屬液降回到坩堝內(nèi)金屬液面。開啟鑄型，取出鑄件。低壓鑄造示意圖優(yōu)點：澆注時金屬液的上升速度和結(jié)晶壓力可以調(diào)。
ZG0Cr18Ni12Mo2Ti輪子形成原因：1、模具工作溫度控制未達到定向凝固要求。2、涂料選擇不當(dāng)，不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設(shè)計不當(dāng)。4、澆冒口設(shè)計未能達到起充分補縮的作用。5、澆注溫度過低或過高。
產(chǎn)生原因：型砂表面強度不夠；模樣上無圓角或拔模斜度小鉤砂、鑄型損壞后沒修理或沒修理好就合箱；砂型在澆注前放置時間過長，風(fēng)干后表面強度；鑄型在合箱時或搬運中損壞；合箱時型內(nèi)浮砂未干凈，合箱后澆口杯沒蓋好，碎砂掉進鑄型。防止：型砂中粘士含量、及時補加新砂，型砂表面強度；模樣光潔度要高，并合理做出拔模斜度和鑄造圓角。損壞的鑄型要修好后再合箱；縮短澆注前砂型的放置時間；合箱或搬運鑄型時要小心，避免損壞或掉入砂型腔砂粒；合箱前型內(nèi)浮砂，并蓋好澆口。6.披縫和脹砂披縫常出現(xiàn)在鑄件分型面處，是垂直于鑄件表面，且厚薄不均勻的薄片狀金屬突起物。脹砂是鑄件內(nèi)、外表面局部，形成不規(guī)則的瘤狀金屬突起。：1、磨具溫度。2、涂料層厚度，涂料噴灑要均勻，涂料脫落而補涂時不可形成局部涂料堆積現(xiàn)象。3、對模具進行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節(jié)處鑲銅塊，對局部進行激冷。5、模具上設(shè)計散熱片，或通過水等加速局部地區(qū)冷卻速度，或在模具外，噴霧。6、用可拆缷激冷塊，輪流安型，避免連續(xù)生產(chǎn)時激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設(shè)計加壓裝置。8、澆注設(shè)計要準(zhǔn)確，選擇適宜的澆注溫度。
在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造。離心鑄造的分類根據(jù)鑄型軸線在空間的位置，常見的離心鑄造可分為兩種：離心鑄造：鑄型的軸線處于水平狀態(tài)或與水平線夾角很?。?4°）時的離心鑄造。立式離心鑄造：鑄型的軸線處于垂直狀態(tài)時的離心鑄造稱為立式離心鑄造。鑄型軸與水平線和垂直線都夾有較大角度的離心鑄造稱為傾斜軸離心鑄造，但應(yīng)用很少。a)立式離心鑄造b)立式離心澆注成形鑄件c)離心鑄造1，16—澆包2，14—鑄型3，13—金屬4—帶輪和帶5—軸6—鑄件7—電動機8—澆注9—型腔10—型芯11—上型12—下型15—澆注槽17—端蓋優(yōu)點：用離心鑄造生產(chǎn)空心體鑄件。特征：渣孔是鑄件上的明孔或暗孔，孔中全部或局部被熔渣所填塞，外形不規(guī)則，小點狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn)，將渣去除后，呈現(xiàn)光滑的孔，一般分布在澆注位置下部，內(nèi)澆道附近或鑄件死角處，氧化物夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆道附近的鑄件表面，有時呈薄片狀，或帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀，或形成片狀夾層，或以團絮狀存在鑄件內(nèi)部，折斷時往往從夾層處斷裂，氧化物在其中，是鑄件形成裂紋的根源之一。
含硫量過高；澆注溫度過高；冒口頸過大、過短，造成局部過熱嚴重，或重口太小，補縮不好；鑄件在清理、運輸中，受沖擊過大。防止：控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi)；澆注溫度；合理設(shè)計冒口；鑄件在清理、運輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮，形狀有圓形、梨形和針狀，孔的尺寸有大有小，產(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機械加工時才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因：小爐料、銹蝕嚴重或帶有油污，使鐵水含氣量太多、氧化嚴重；出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干；澆注溫度較低，使氣體來不及上浮和逸出；爐料中含鋁量較高，易造成孔；砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機物較多，使?jié)沧r產(chǎn)生大量氣體且不易排。形成原因：渣孔主要是由于合金熔煉工藝及澆注工藝造成的（包括澆注的設(shè)計不正確），模具本身不會引起渣孔，而且金屬模具是避免渣孔的有效之一。
：1、澆注設(shè)置正確或使用鑄造纖維過濾網(wǎng)。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑，嚴格控制品質(zhì)。
金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件，壓鑄時金屬承受壓力高，流速快產(chǎn)品好，尺寸，互換性好,生產(chǎn)效率高，壓鑄模使用多,適合大批大量生產(chǎn)，經(jīng)濟效益好，缺點:鑄件容易產(chǎn)生的氣孔和縮松，壓鑄件塑性低。不宜在沖擊載荷及有震動的情況下工作,高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產(chǎn)的擴大，應(yīng)用:壓鑄件應(yīng)用在汽車工業(yè)和儀表工業(yè)，后來逐步擴大到各個行業(yè)，如農(nóng)業(yè)機械，機床工業(yè)，電子工業(yè)，工業(yè)，計算機，器械，鐘表。照相機和日用五金等多個行業(yè)，(4)低壓鑄造(lowpressurecasting)低壓鑄造:是指使金屬在較低壓力(0.02-0.06MPa)作用，并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的，澆注時的壓力和速度可以。特征：裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線，熱裂紋斷口表面被強烈氧化呈暗灰色或黑色，無金屬光澤，冷裂紋斷口表面清潔，有金屬光澤。一般鑄件的外裂直接可以看見，而內(nèi)裂則需借助其他才可以看到。裂紋常常與縮松、夾渣等缺陷有聯(lián)系，多發(fā)生在鑄件尖角內(nèi)側(cè)，厚薄斷面交接處，澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。
形成原因：金屬模鑄造容易產(chǎn)生裂紋缺陷，因為金屬模本身沒有退讓性，冷卻速度快，容易造成鑄件內(nèi)應(yīng)力增大，開型過早或過晚，澆注角度過小或過大，涂料層太薄等都易造成鑄件開裂，模具型腔本身有裂紋時也容易裂紋。防止：爐料要妥善，表面要清潔；爐缸、前爐、出鐵口、出鐵槽、澆包必須烘干；澆注溫度；不使用鋁量過高的廢鋼；適當(dāng)型砂的水分、控制煤粉加入量，扎通氣孔等。13.縮松、疏松分散、的縮孔，帶有樹枝關(guān)結(jié)晶的稱縮松，比縮松更的稱疏松。常出現(xiàn)在熱世部位。產(chǎn)生原因：鐵水中碳、硅含量過低，收縮大；澆注速度太快、澆注溫度過高，使得液態(tài)收縮大；澆注、冒口設(shè)計不當(dāng)，無法實現(xiàn)順序凝固；冒口太小，補縮不充分。防止：控制鐵水的化學(xué)成分在規(guī)定范圍內(nèi)；澆注速度和澆注溫度；改進澆冒口，利用順序凝固；加大冒口體積，保證充分補縮。14.反白口鑄件斷口內(nèi)部出現(xiàn)白口組織，邊緣部分出現(xiàn)灰口。產(chǎn)生原因：碳、硅含量較高的鐵。
可省去型芯、澆注和冒口；由于時金屬在所產(chǎn)生的離心力作用下，密度大的金屬被推往外壁，而密度小的氣體、熔渣向表面，形成自外向內(nèi)的定向凝固，因此補縮條件好，鑄件組織致密，力學(xué)性能好；便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦，如在鋼套內(nèi)鑲鑄一薄層銅襯套，可節(jié)省價格較貴的銅料；充型能力好；和澆注和冒口方面的消耗。缺點及局限性：鑄件內(nèi)表面粗糙，尺寸誤差大，品質(zhì)差；不適用于密度偏析大的合金（如鉛青銅）及鋁、鎂等合金。鑄造缺陷及其控制鑄件缺陷種類繁多，產(chǎn)生缺陷的原因也十分復(fù)雜。它不僅與鑄型工藝有關(guān)，而且還與鑄造合金的性制、合金的熔煉、造型材料的性能等一系列因素有關(guān)。因此，分析鑄件缺陷產(chǎn)生的原因。：1、應(yīng)注意鑄件結(jié)構(gòu)工藝性，使鑄件壁厚不均勻的部位均勻過渡，采用的圓角尺寸。2、涂料厚度，盡可能使鑄件各部分達到所要求的冷卻速度，避免形成太大的內(nèi)應(yīng)力。3、應(yīng)注意金屬模具的工作溫度，模具斜度，以及適時抽芯開裂，取出鑄件緩冷。
這個不算什么的要求卻使得產(chǎn)品一下子了一個很大的臺階，本來在鑄鋼件的一些部位存在有少量的氣孔是不會影響到使用效果的。這種情況就好像我們常見的空心結(jié)構(gòu)比實心結(jié)構(gòu)強度不差一樣，但是我們不要想讓市場要求適應(yīng)我們而是我們?nèi)ミm應(yīng)市場要求，所以解決鑄鋼件的氣孔問題就成了我們現(xiàn)階段迫切需要的了，鑄鋼件生產(chǎn)是一個多工序共同努力才能完成的工作。影響產(chǎn)品的因素是多方面的，造成氣孔產(chǎn)生的原因也是多方面的，為了能夠讓人更好的理解氣孔的產(chǎn)生原因和，需要我們來從各個方面逐一進行分析和找出解決的辦法以爭取這類問題的產(chǎn)生，冶煉原材料的控制是一個很重要的環(huán)節(jié)。先說冶煉的原材料，應(yīng)結(jié)合工藝梳理其制造難點和易出現(xiàn)的問。特征：冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫，中間被氧化皮隔開，不完全融為一體，冷隔嚴重時就成了“欠鑄”。冷隔常出現(xiàn)在鑄件頂部壁上，薄的水平面或垂直面，厚薄壁連接處或在薄的助板上。
鑄件后鑄型即損壞，必須重新造型，所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低；鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差；鑄件易于產(chǎn)生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。2.熔模鑄造用蠟料做模樣時，熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"。熔模鑄造通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化型殼，從而無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造，故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造”?？捎萌勰ｈT造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。熔模鑄造工藝優(yōu)點：尺寸精度較高。一般可達CT4-6（砂型鑄造為CT10~1。形成原因：1、金屬模具排氣設(shè)計不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質(zhì)不好（人為、材料）。4、澆道開設(shè)的位置不當(dāng)。5、澆注速度太慢等。整個熱處理去應(yīng)力要求封閉操作，并采用耐火材料覆蓋緩冷，圖16焊后熱處理焊后探傷檢查在焊后熱處理后。焊補處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑，使用原來的無損探傷做復(fù)查，以確保修補處的要求，本次缺陷修補，保溫冷卻48小時后按照IACS，REC，69的要求對缺陷周圍進行了超聲波和磁粉探傷，超聲波探傷采用直和斜。盡可能地覆蓋缺陷可能出現(xiàn)的各個方向，經(jīng)無損探傷未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，圖17焊后探傷檢驗缺陷原因分析及改進措施該缺陷位于軸孔中間部位，相對于較厚的兩側(cè)截面，此位置，在凝固中降溫快，凝固，而此時兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因為在凝固中冷卻不均勻，局部應(yīng)力集中，超過金屬的彈性極限。
：1、正確設(shè)計澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件，涂料不要太薄，適當(dāng)加厚涂料層有利于成型。3、適當(dāng)模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機械震動金屬模澆注。
北京ZG0Cr18Ni12Mo2Ti鑄鋼件輪子特征：在鑄件表面或內(nèi)部形成相對規(guī)則的孔洞，其形狀與砂粒的外形一致，剛出模時可見鑄件表面鑲嵌的砂粒，可從中掏出砂粒，多個砂眼同時存在時，鑄件表面呈桔子皮狀。
為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂，可采取以下幾個方面的措施:合金方面(1)控制鑄件的含硫量。宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現(xiàn)Ⅱ型硫化物，(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài)，即Ⅰ型，Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續(xù)狀，容易引起鑄件熱裂，)通過錳硫比來改變硫的分布型態(tài)，(2)對于碳鋼件。應(yīng)使S+P≤0.07%，因為硫與磷的疊加作用，使熱裂傾向性，(3)用A1脫氧時，應(yīng)將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%,過高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現(xiàn)[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力，(4)使鋼的晶粒能細化，如在鋼液中加入稀土和硅鈣，因為在操作規(guī)程中已經(jīng)對那些基本的操作做出了詳細的規(guī)定及實施方。形成原因：由于砂芯表面掉下的砂粒被銅液包裹存在與鑄件表面而形成孔洞。1、砂芯表面強度不好，燒焦或沒有完全固化。2、砂芯的尺寸與外模不符，合模時壓碎砂芯。3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。4、澆包與澆道處砂芯相掉下的砂隨銅水沖進型腔。
：1、砂芯制作時嚴格按工藝生產(chǎn)，檢查品質(zhì)。2、砂芯與外模的尺寸相符。3、是墨水要及時清理。4、避免澆包與砂芯。5、下砂芯時要吹干凈模具型腔里的砂子。常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂，硅砂的高溫性能不能使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應(yīng)用廣的型砂粘結(jié)劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡單類型的鑄件已延用幾個世紀(jì).砂型鑄造是用來制造大型部件，如灰鑄鐵，球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。其中主要步驟包括繪畫，模具，制芯，造型，熔化及澆注，清潔等。工藝參數(shù)的選擇加工余量：所謂加工余量，就是鑄件上需要切削加工的表面，應(yīng)預(yù)先留出一定的加工余量，其大小取決于鑄造合金的種類、造型、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因。
