用V法鑄造工藝生產(chǎn)鑄鋼件的氣孔缺陷分析與防治

周德鋼

（全國(guó)鑄造學(xué)會(huì)消失模與V法鑄造技術(shù)委員會(huì)，湖北 武漢 430074）

1 用V法工藝生產(chǎn)鑄鋼件的常見缺陷

1.1 氣孔的表觀特征

金屬液在澆注過程中卷入的氣體和型砂、涂料、砂芯發(fā)出的氣體卷入金屬液中會(huì)形成氣泡、氣孔、長(zhǎng)條槽狀溝槽孔洞、氣窩。

目視特征，同其形成的實(shí)際原因和形成過程有著內(nèi)在聯(lián)系。其形成原因和過程提供了指示痕跡。我們根據(jù)目視特征、現(xiàn)場(chǎng)和V法工藝操作的實(shí)際過程出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，解決鑄件缺陷問題，是最經(jīng)濟(jì)的消除鑄件缺陷的一種途徑。鑄件缺陷的目視特征是分析鑄件缺陷所在位置和種類，探究其形成原因和機(jī)理的最基本依據(jù)。了解了實(shí)際操作過程能為我們提供最佳解決缺陷的辦法。

氣孔缺陷一般為圓球形，或近似球形的團(tuán)絮孔洞，其他還有淚滴形、梨形、蠕蟲狀形、釘子形、晶間裂隙狀、長(zhǎng)條蟲蛀狀等各種形狀孔洞，有時(shí)是難以描繪的形狀。圖1為常見氣孔缺陷。

1.2 氣孔、氣溝、氧化渣等缺陷產(chǎn)生的原因

1）澆注：澆注時(shí)因澆注系統(tǒng)不合理，（內(nèi)澆口、橫澆口、直澆口、外澆口盆）在澆注中卷入了氣體，在金屬液凝固前沒有及時(shí)排出液體外、金屬液在進(jìn)行最終脫氧時(shí)，鋁的加入量不佳造成脫氧不佳、鎮(zhèn)靜作用不明顯；金屬液覆蓋不好吸進(jìn)了氫和氧。

2）涂料：涂料不干，水分和有機(jī)物發(fā)氣量大、發(fā)氣快。

3）芯子：水玻璃砂芯、樹脂砂芯、覆膜砂芯不干或過厚，發(fā)氣量大堵住排氣孔致使排氣不暢，芯子的涂料不干、厚大部位也沒有采取中空措施等。

圖1 幾種常見氣孔形狀

4）EVA膜：EVA塑料薄膜氣化不好、太厚。芯頭固定處的EVA膜，沒采取割破和扎孔引導(dǎo)氣體排出。

5）金屬液：金屬液澆注時(shí)溫度低、澆注速度過快金屬液凝固時(shí)把氣體包裹到液體里等。

2 防止鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷的措施

1）合理設(shè)計(jì)V法澆注工藝。要根據(jù)鑄件的形狀、大小、壁厚、材質(zhì)和技術(shù)要求來設(shè)計(jì)方案。注意幾個(gè)問題：內(nèi)澆口為開放式，澆口盆的大小、形狀、安放要合理。

2）用V法造型工藝在澆注上應(yīng)高溫出爐，適當(dāng)控制澆注溫度保證鋼液的凝固程序、保證鋼液的正常補(bǔ)縮和最佳脫氧時(shí)機(jī)。采取對(duì)準(zhǔn)外澆口后，先慢、再快，后慢的方法，大流量、快澆、而且還不急的澆注方法平穩(wěn)進(jìn)行澆注。防止?jié)沧r(shí)金屬液和氣體從冒口噴出的現(xiàn)象出現(xiàn)，要求直澆道始終在澆滿不能斷流的狀態(tài)下澆注。鋼液的覆蓋保護(hù)也很關(guān)鍵，適當(dāng)提高澆鑄溫度，可以提高補(bǔ)縮能力。

3）涂料：涂料應(yīng)性能良好，牢固粘在EVA塑料膜上。涂層致密、噴刷均勻，不要有流痕堆積，應(yīng)烘干。（干濕不均易造成嗆火，產(chǎn)生氣泡、溝槽、氣窩等缺陷）要求涂料發(fā)氣少、發(fā)氣慢。

4）EVA膜：覆膜拉伸成型后在不破的情況下，膜越薄越好。對(duì)鑄鋼件防止增碳、保證尺寸精度有一定好處。

5）負(fù)壓度：覆膜造型時(shí)負(fù)壓度應(yīng)控制在0.04mPa以下為好，負(fù)壓氣體要求大流量。在澆注時(shí)要求根據(jù)鑄件的大小、形狀來決定負(fù)壓度的高低。在澆鑄過程中需要負(fù)壓來保證砂型的緊實(shí)硬度，在澆鑄過程中負(fù)壓度的穩(wěn)定不變才能保證鑄件的尺寸和形狀不變，才能保證鑄件的質(zhì)量。這就要求真空設(shè)備要有足夠的抽氣量和管道的直徑流量來補(bǔ)充。注意要把芯頭固定處的EVA膜割破、扎孔引導(dǎo)氣體排出。

6）V法鑄造工藝用的砂型、砂芯主要有三種：水玻璃砂芯、樹脂砂芯和覆膜砂芯。因他們所用的黏結(jié)劑不同，其特性就有所不同。這就要求我們掌握他們的特性，為我所用，來保證鑄件的質(zhì)量和清整效果（注：一定要固定好砂芯、保證排氣順暢）。

3 結(jié) 論

用V法工藝生產(chǎn)鑄鋼件，只有掌握其工藝特性和原理，才能防止缺陷的產(chǎn)生，保證鑄件的質(zhì)量。同時(shí)要根據(jù)地區(qū)差別，制定好各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的工藝，才能有效的提高產(chǎn)品質(zhì)量。

根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)我總結(jié)出真空V法生產(chǎn)口訣：

真空V法老工藝，尺寸精確加工小。

工藝簡(jiǎn)便好掌握，明白道理是關(guān)鍵。

只要認(rèn)真去操作，內(nèi)外質(zhì)量有保證。

［1］蘇繼勇，賈柏林，高源江.消失模生產(chǎn)低碳鋼鑄鋼件的生產(chǎn)操作與控制措施［J］.鑄造設(shè)備與工藝，2009（5）：6-9.