鑄鐵件缺陷分析在金屬檢屬于常見(jiàn)項(xiàng)目。究其原因就是,鑄鐵件在加工或使用過(guò)程中,都可能產(chǎn)生一定的外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、使用質(zhì)量問(wèn)題,而鑄鐵件質(zhì)量對(duì)其應(yīng)用的機(jī)械產(chǎn)品性能影響會(huì)很大,一旦出現(xiàn)缺陷,就很可能引發(fā)機(jī)械事故,從而影響產(chǎn)品整體質(zhì)量及工作壽命。造成鑄鐵件缺陷的原因有很多,缺陷產(chǎn)生的形式表現(xiàn)也各有特點(diǎn),所以通過(guò)缺陷分析,我們就可以很快找到缺陷產(chǎn)生的原因,從而改進(jìn)生產(chǎn)工藝,或提高技術(shù)水平。
鑄鐵件的缺陷多產(chǎn)生在加工工藝環(huán)節(jié)。由于鑄鐵件的工藝復(fù)雜,無(wú)論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鑄造原材料質(zhì)量,還是工藝操作都可能影響其最終的質(zhì)量表現(xiàn)。目前來(lái)講,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有有關(guān)明確描述鑄造缺陷的分類(lèi)和命名類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn),一旦制造商與購(gòu)買(mǎi)商因?yàn)殍T造缺陷產(chǎn)生誤解,很難找到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。當(dāng)然,國(guó)家也注意到了相關(guān)問(wèn)題,開(kāi)始著手解決鑄鐵件缺陷的相關(guān)分類(lèi)和說(shuō)明。
一、多肉類(lèi)缺陷
這類(lèi)缺陷大致可分為三大類(lèi),主要包括了飛翅或飛邊類(lèi)多肉缺陷、大塊多肉缺陷及其它多肉類(lèi)缺陷缺陷。下面是常見(jiàn)缺陷介紹:
1、飛翅或飛邊類(lèi)多肉缺陷
(1)不改變鑄件基本尺寸:在分型線或芯頭上的薄飛翅(或飛邊)、鑄件表面上的脈紋狀凸起的脈紋、壓鑄件表面上的網(wǎng)狀凸起的網(wǎng)狀飛翅、內(nèi)角處與鑄件表面平行的薄片狀凸起的針狀飛翅、在內(nèi)角處薄片狀金屬凸起,并將圓角分成兩部分的內(nèi)角飛翅
(2)改變了鑄件主要尺寸:鑄件在分模線處的抬型厚飛翅、鑄件其它位置處的型裂厚飛翅、熔模精密鑄造型殼開(kāi)裂,鑄件產(chǎn)生大面積薄飛翅
2、大塊多肉
(1)脹砂:鑄件內(nèi)外表面上有多余的金屬,即外表面脹砂或內(nèi)表面脹砂、在內(nèi)澆口附近或直澆道底部有多余金屬的沖砂、在合型方向上的金屬多肉的合型壓壞
(2)表面粗糙的多肉:鑄件上型面的粗糙的塌型多肉;鑄件下型面上(成塊的)的多肉,即型(芯)裂、漂芯;鑄件下型面上的粗糙多肉(分散的),即底部結(jié)疤;鑄件其它位置的粗糙多肉,即掉砂;鑄件上大面積表面的粗糙多肉,即內(nèi)角夾砂結(jié)疤;由砂芯形成的表面多肉,即砂芯壓碎。
3、其它多肉類(lèi)缺陷
表面光滑的小塊金屬多肉缺陷:在鑄件表面、直角或一些內(nèi)壁(外滲物)處形成的近似球形的多肉。這類(lèi)缺陷一般為外滲物、磷化物滲豆、錫滲豆、鉛滲豆
二、孔洞類(lèi)缺陷
孔洞類(lèi)缺陷也大致分為三類(lèi)缺陷,分別為眼可見(jiàn)且一般為圓形、帶光滑壁的孔洞(氣孔、針孔)、內(nèi)壁粗糙的孔洞、縮孔、由大量小孔洞引起的多孔結(jié)構(gòu)。下面是常見(jiàn)缺陷介紹:
1、眼可見(jiàn)且一般為圓形、帶光滑壁的孔洞(氣孔、針孔)
孔洞通常是在鑄件壁內(nèi),未延伸至鑄件表面,只能采用特殊方法、設(shè)備或破碎鑄件才能辨別:類(lèi)似氣孔、針孔類(lèi)的圓形孔洞,通常洞壁光滑且孔洞大小不等,單個(gè)或成群不規(guī)則存在于鑄件所有部位;或者只限于在金屬薄片放入鑄型的附近區(qū)域(冷鐵、嵌鑄件、芯撐等);或者伴有夾渣的氣孔。
位于或接近鑄件表面,大部分暴露或至少與鑄件表面相通的孔洞:這類(lèi)孔洞通常大小不一,單個(gè)的或是成群的,通常位于表面上或表面附近,且內(nèi)壁有光澤;或者位于位于鑄件內(nèi)角處,常延伸至鑄件內(nèi)部的角部熱節(jié)氣孔;表面針孔缺陷,可能是鑄件表面上的小孔隙(孔洞),或多或少的有延伸。這類(lèi)缺陷通常經(jīng)噴砂清理或機(jī)械加工后才可發(fā)現(xiàn);裂紋狀針孔通常為裂紋式小窄孔洞,存在于表面上或邊沿處,通常經(jīng)機(jī)械加工后才可發(fā)現(xiàn)。
2、內(nèi)壁粗糙的孔洞、縮孔
有時(shí)延伸至鑄件內(nèi)部的開(kāi)放型孔洞:敞露縮孔通常為開(kāi)放式漏斗狀孔洞,內(nèi)壁為樹(shù)枝狀晶體組織;內(nèi)角縮孔,通常為帶銳利棱邊的孔洞,位于厚大鑄件的圓角處或澆口位置;芯面縮孔,通常為從砂芯延伸出來(lái)的孔洞。
完全在鑄件內(nèi)部孔洞:內(nèi)部縮孔,通常為不規(guī)則孔洞,且孔壁通常為枝晶狀組織;中心線縮孔,通常為沿著中心軸線的孔洞或多孔區(qū)域。
3、由大量小孔洞引起的多孔結(jié)構(gòu)
肉眼幾乎不可見(jiàn)孔洞:宏觀縮孔、微觀縮孔、縮松、鑄件滲漏,通常為鑄件斷面上分散的枝狀收縮多孔。
三、不連續(xù)缺陷
不連續(xù)缺陷一般是指由機(jī)加工影響產(chǎn)生的不連續(xù)性缺陷。不連續(xù)性缺陷通常產(chǎn)生在交叉點(diǎn)處,斷裂。按照鑄件形狀和斷口外觀,斷口不似為內(nèi)應(yīng)力所致。
(1)普通裂紋:機(jī)械冷裂,屬于一般的斷口外觀,有時(shí)候鄰近區(qū)域伴有壓痕;(2)存在氧化情況的裂紋:機(jī)械熱裂,通常斷裂面或邊緣處完全氧化;(3)由內(nèi)應(yīng)力和內(nèi)部收縮造成的不連續(xù)性缺陷(裂紋和撕裂):應(yīng)力冷裂,一般是冷卻過(guò)程中受拉應(yīng)力影響形成的方形邊緣斷裂,斷口表面未被氧化;應(yīng)力熱裂,一般是在有應(yīng)力部位的無(wú)規(guī)則形狀的斷裂,氧化斷口表面呈枝晶狀;淬火裂紋,一般是在快速冷卻或熱處理過(guò)程中完全凝固后開(kāi)裂;(4)由未熔合(冷隔)引起的不連續(xù)性缺陷:邊緣通常呈圓形,表明充模過(guò)程中不同金屬流之間熔合不良,邊緣通常呈圓形;(5)在充滿(mǎn)型腔的過(guò)程中最后部分沒(méi)有完全熔合的缺陷:冷隔,通常指在一個(gè)垂直面上,鑄件斷面部分完全或部分隔開(kāi);(6)鑄件兩部分之間熔合不良的缺陷:水平冷隔,一般指在鑄件的水平平面上有分隔;(7)芯撐、內(nèi)冷鐵、嵌鑄件周?chē)酆喜涣嫉娜毕荩喝酆喜涣迹ㄇ惰T物部位冷隔),一般表現(xiàn)為在金屬嵌鑄件附近的局部中斷;(8)冶金缺陷造成的不連續(xù)性缺陷,沿晶界分離:晶界脆裂(貝殼狀或冰糖狀斷口),表現(xiàn)為一次結(jié)晶的沿晶界分離;晶間腐蝕,表現(xiàn)整個(gè)斷面上的網(wǎng)狀裂紋,通常是存在鋅合金壓鑄的缺陷。
四、表面缺陷
普通表面缺陷
1、鑄件表面褶皺缺陷:皺皮,指鑄件大面積褶皺;象皮狀皺皮,指表面呈網(wǎng)狀參差不齊的褶皺;皺皮(蛇狀皺皮),指連貫的波狀褶皺,褶皺的邊緣位于同一平面上,鑄件表面光滑;流痕,指鑄件表面有金屬流動(dòng)的痕跡(低合金)。
2、表面粗糙:深度與砂粒粒度近似的表面粗糙;表面異常粗糙,指深度大于砂粒尺寸的表面粗糙,這類(lèi)缺陷一般為高壓造型缺陷。
3、鑄件表面凹漕:溝槽,指長(zhǎng)短不一且大多為分枝狀的凹漕,其底部和邊緣光滑;鼠尾,指深度可達(dá)到 5mm 的凹槽,且一個(gè)邊緣形成的折疊或多或少的覆蓋了凹漕;魚(yú)尾紋狀流痕,指不規(guī)則分布在鑄件表面的尺寸不一的的凹痕,通常沿金屬流的流動(dòng)路線分布,這類(lèi)缺陷常存在鑄鋼上;桔皮狀麻面,指整個(gè)鑄件表面充斥凹坑或麻點(diǎn);粘型,指壓鑄件在內(nèi)角附近的凹槽和粗糙。
4、鑄件表面凹陷:縮陷,指熱節(jié)附近的鑄件表面凹陷;陷窩,指鑄件表面的液滴狀或淺點(diǎn)狀小洞,通常是灰綠色的,在熔模鉻碳鋼易發(fā)生。
嚴(yán)重的表面缺陷
1、鑄件表面較深的凹陷:頂塌、擠箱,指深凹陷,通常占鑄件下型的大部分;粘砂、或多或少玻璃化:化學(xué)粘砂,指砂層牢固的粘附于鑄造表面;熱粘砂,指鑄件表面粘附著部分熔化的砂;機(jī)械粘砂指在鑄件最熱部位(內(nèi)角和型芯),砂和鐵牢固粘接形成的聚集物;型殼剝落,指鑄型材料碎片嵌入鑄件表面,常發(fā)生在熔模精密鑄造。
2、粗糙的片狀金屬凸起,通常和鑄件表面相平行:夾砂結(jié)疤,指與鑄件表面平行的、粗糙的片狀金屬凸起,可以用鏨子去除;剝落結(jié)疤,類(lèi)似夾砂結(jié)疤,但需通過(guò)機(jī)械加工或打磨才能去除;涂料結(jié)疤,指砂型或砂芯的涂層剝落,使鑄件表面出現(xiàn)的扁平的金屬凸起。
3、脫碳熱處理(退火、回火、可鍛化退火)后氧化物粘附:氧化皮,指退火后氧化物粘附;填料熔結(jié),指可鍛化退火后礦石粘附,常發(fā)生在白心可鍛鑄鐵;退火鱗皮,指可鍛化退火后生成氧化皮。
五、殘缺類(lèi)缺陷
1、鑄件的部分缺失(沒(méi)有斷裂)
鑄件相對(duì)圖樣存在外形偏差:澆不足,指除了在部分邊、角部位略呈圓形外,鑄件基本完整;涂層不良、修型不當(dāng),由于修型不良或涂料應(yīng)用不當(dāng),造成鑄件邊緣或輪廓變形。
鑄件相對(duì)圖樣存在嚴(yán)重偏差:嚴(yán)重澆不足,指提前凝固導(dǎo)致鑄件不完整;未澆滿(mǎn),由于液態(tài)金屬不足未澆滿(mǎn)導(dǎo)致鑄件不完整;跑火、型漏(漏箱),指澆注后由于液態(tài)金屬?gòu)蔫T型中流失導(dǎo)致鑄件不完整;拋丸過(guò)度,指過(guò)度拋丸導(dǎo)致材料嚴(yán)重缺失;熱處理時(shí)熔化或變形,指熱處理過(guò)程中鑄件部分熔化或嚴(yán)重變形。
2、鑄件的部分缺失(有斷裂):
鑄件斷裂,指鑄件破裂、大塊缺失;斷裂面未被氧化;鑄件小塊破裂,一般為澆道、冒口帶肉(內(nèi)澆口、冒口或出氣口處斷裂);鑄件斷裂,帶有氧化斷口,一般為高溫?cái)嗔?,主要是斷口面在高溫下暴露氧化?br />
六、尺寸或形狀差錯(cuò)類(lèi)缺陷
1、鑄件所有尺寸都不正確:收縮率選錯(cuò),表現(xiàn)為在同一比例下,鑄件所有尺寸都不正確。
2、鑄件某些尺寸不正確:收縮受阻,表現(xiàn)為長(zhǎng)向尺寸太大;不規(guī)則收縮,表現(xiàn)為某些尺寸不正確;模樣松動(dòng)過(guò)大,表現(xiàn)為起模方向尺寸太大(在 1 個(gè)、2 個(gè)或 3 個(gè)方向上);砂型烘烤脹,表現(xiàn)為大垂直于分型面方向的尺寸過(guò)大;砂型未舂緊,型腔擴(kuò)大,表現(xiàn)為鑄件表面不規(guī)則位置的厚度增大;模樣舂變形,表現(xiàn)為鑄件一般壁厚變薄,特別是水平面上。
3、模樣不正確:模樣錯(cuò)誤,指鑄件的某些部位或許多部位不符合圖紙形狀,模樣也不符合;模樣裝配錯(cuò)誤,指鑄件個(gè)別部位的形狀和圖紙不同,模樣正確。
4、錯(cuò)型:錯(cuò)型(錯(cuò)箱)指鑄件在分型面處兩部分相互錯(cuò)開(kāi);錯(cuò)芯,指鑄件內(nèi)腔形狀沿砂芯分型面發(fā)生變化;舂移,指鑄件垂直面上不規(guī)則凸起,通常只在分型線鄰近一側(cè)。
5、變形:模樣變形,指鑄件、砂型、模樣與圖紙成比例變形;砂型變形,指鑄件、砂型與圖紙成比例變形,模樣與圖紙相符;鑄件變形,指鑄件相對(duì)圖紙發(fā)生變形,模樣、鑄型與圖紙相符;鑄件翹曲,指鑄件在存放、退火、機(jī)械加工后相對(duì)圖紙發(fā)生變形。
七、夾雜或組織異常
1、夾雜:金屬夾雜,多為夾雜物,外觀、化學(xué)成分或結(jié)構(gòu)檢查顯示是由外來(lái)元素進(jìn)入合金引起的;冷豆,屬于金屬夾雜,其化學(xué)成分與基體金屬一致,通常為球狀且表面有氧化層;磷化物滲豆,一般為氣孔內(nèi)或在其它孔洞、表面凹陷內(nèi)的球狀金屬夾雜,成分與合金鑄件接近但是更接近共晶成分。
2、熔渣、浮渣、熔劑類(lèi)非金屬夾雜:夾渣,一般為熔渣、浮渣或熔劑類(lèi);屬于非金屬夾雜,其外觀或成分表明這些非金屬夾雜是由熔渣、金屬處理的產(chǎn)物或熔劑產(chǎn)生的;含氣渣孔,屬于非金屬夾雜,通常含有氣體,伴有氣孔。
3、型芯材料類(lèi)非金屬夾雜:砂眼,屬于型砂夾雜物,一般靠近鑄件表面;涂料夾雜,屬于砂型涂料夾雜,一般靠近鑄件表面。
4、氧化物和反應(yīng)產(chǎn)物類(lèi)非金屬夾雜:黑渣,指球墨鑄鐵斷裂面上清晰的不規(guī)則黑點(diǎn)(硅酸鎂);氧化物夾雜,即氧化皮夾雜,經(jīng)常產(chǎn)生局部縫口縫隙;光亮碳膜,指鑄件內(nèi)壁上的發(fā)亮的、帶褶皺的石墨薄膜;硬點(diǎn),指金屬型鑄造和壓鑄鋁合金中的堅(jiān)硬的夾雜物。
八、肉眼可見(jiàn)的宏觀組織異常
1、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕蟲(chóng)鑄鐵的異常組織:白口,指部分或全部組織呈白色,特別是薄壁、突出的外角和邊緣,逐漸過(guò)渡到正常組織;無(wú)麻口過(guò)渡區(qū)白口,與白口相似,但不存在向正常組織的任何過(guò)渡;反白口,指鑄件最后凝固的部位中有輪廓清晰的白色區(qū)域,表面組織正常。
2、可鍛鑄鐵組織異常:麻口,指鑄態(tài)組織中的黑點(diǎn),熱處理后斷口變成粗晶狀、灰黑色;白緣,指黑心可鍛鑄鐵,退火后的斷口表面上有一層明顯的大于 0.5mm 發(fā)亮層,其內(nèi)部呈黑色;局部硬點(diǎn),指包含因淬火組織的薄硬面層。
3、異形石墨組織:石墨粗大,指均勻分布的粗大片狀石墨;絮狀石墨粗大,指組織中存在局部積聚的粗大片狀石墨,縮孔內(nèi)存在石墨沉積;石墨漂浮,指鑄件上表面存在石墨球集聚;樹(shù)枝狀結(jié)晶構(gòu)造,指球墨鑄鐵斷口呈隨機(jī)方向的樹(shù)枝狀晶面。
以上便是鑄鐵件常見(jiàn)的缺陷,根據(jù)不同的情況,我們大致分成了多肉類(lèi)缺陷、孔洞類(lèi)缺陷、不連續(xù)缺陷、表面缺陷、殘缺類(lèi)缺陷、尺寸或形狀差錯(cuò)類(lèi)缺陷、夾雜或組織異常等七大類(lèi)缺陷。當(dāng)然這些缺陷,我們也細(xì)分成了小類(lèi)并且加以說(shuō)明。我們?cè)谧鋈毕莘治鰰r(shí),不僅可以通過(guò)外觀評(píng)測(cè),還可以通過(guò)金相分析、無(wú)損檢測(cè)等方式,對(duì)其內(nèi)部組織進(jìn)行科學(xué)的測(cè)定。
公司簡(jiǎn)介
諸城市開(kāi)源鑄造有限公司坐落于風(fēng)箏之都--山東濰坊 ,是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)中高端碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵等材質(zhì)鑄件的民營(yíng)企業(yè),屬當(dāng)?shù)卣猩桃Y項(xiàng)目。公司占地面積11000m2,現(xiàn)有員工100余人,其中技術(shù)研發(fā)人員5人,高級(jí)工程師2人,質(zhì)檢人員3人,年產(chǎn)能可達(dá)3000噸。
開(kāi)源鑄造致力于OEM鑄造,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)械五金、建筑、電力金具、鐵路、汽車(chē)、農(nóng)機(jī)等領(lǐng)域。公司擁有穩(wěn)定的客戶(hù)群體,產(chǎn)品主要銷(xiāo)往歐盟、美國(guó)、加拿大、中東等國(guó)家和地區(qū)。
在生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)源鑄造主要采用先進(jìn)的覆膜砂殼型鑄造生產(chǎn)工藝,常規(guī)可生產(chǎn) 0.1kg~50kg的鑄件,該生產(chǎn)工藝具有制殼、制芯速度快等特點(diǎn),可批量生產(chǎn),從而提高了生產(chǎn)效率, 且鑄件尺寸穩(wěn)定,鑄件表面光潔。
我司擁有全套環(huán)評(píng)資質(zhì),且已通過(guò)SGS ISO 9001:2015 質(zhì)量體系認(rèn)證。生產(chǎn)車(chē)間配有中頻環(huán)保電爐、自動(dòng)模具生產(chǎn)線、熱處理爐等設(shè)備,同時(shí)應(yīng)用三維模擬澆鑄軟件和包括爐前分析儀、光譜儀、金相顯微鏡、拉伸試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)、硬度試驗(yàn)機(jī)等在內(nèi)的先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備,嚴(yán)格控制生產(chǎn)流程,確保產(chǎn)品質(zhì)量。
我們的使命是通過(guò)完整的模具設(shè)計(jì)制作、卓越的生產(chǎn)工藝和完善的供應(yīng)鏈管理為客戶(hù)提供最為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。公司本著雄厚的科技力量,先進(jìn)的檢測(cè)手段,豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),高度的敬業(yè)精神,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)管理,周到的售后服務(wù),贏得了國(guó)內(nèi)外客戶(hù)的廣泛好評(píng)。我們將以卓越品質(zhì),優(yōu)質(zhì)服務(wù)成為您最值得信賴(lài)的合作伙伴。
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