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砂眼、夹杂、气孔从何而来?腾飞铸钢详解铸钢件常见缺陷产生原因
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2026-08-29

砂眼、夹杂、气孔从何而来?腾飞铸钢详解铸钢件常见缺陷产生原因
作为深耕大型铸钢件领域20年的生产厂家,辉县市腾飞机械制造有限公司(腾飞铸钢)在生产实践中发现,砂眼、夹杂、气孔等常见铸造缺陷,始终是影响大型铸钢件成品率与服役可靠性的核心因素。下面结合腾飞铸钢生产实际,将这三类缺陷的主要成因分类列举如下。一、 砂眼铸件内部或表面包裹砂粒或砂块的孔洞,称为砂眼。根据砂眼出现的位置,可分为表面砂眼和内部砂眼。对于铸件表面的砂眼,用肉眼外观检查即可识别;对于铸件内部的砂眼,要用超声或者射线探伤进行检验。砂眼产生的主要原因(1)  浇口位置不合适,或浇口太小,钢水冲击力太大,冲坏局部砂型。冲砂在铸件被冲部位留有明显的冲刷痕迹和砂眼。(2) 造型和合箱时浮砂未吹净,浇注后在铸件表面形成砂眼。(3) 型砂配制不符合工艺要求,型砂中灰分太大(灰分可提高湿压强度,但不提高 干拉强度)。(4) 型砂或芯砂表面强度不够。(5) 造好的型浇口未盖,外来砂粒掉入型内。(6) 砂芯分型面处毛刺未清净,合箱时疵掉砂,掉入型腔。(7) 砂温太高,在传送过程中水分挥发,使型砂强度降低。(8) 气候干燥,加快了水分的蒸发,型砂强度太低。(9) 粘结材料质量不好,降低了型砂性能。二、夹杂夹杂产生的原因很多,不仅与钢液在熔炼过程中的操作和钢液中的合金成分有关,还与铸件的结构及铸型特点有关。此外,还与铸件在造型过程中的施工及浇注有关。夹杂产生的主要原因冶炼与浇注方面的原因:(1) 钢液中混入了外来金属杂质,或外来金属杂质与铸件本体金属液发生反应形成金属间化合物。(2) 炼钢的炉料或合金添加剂未完全熔化,混在钢液中。(3) 熔炼过程中加入的溶剂和形成的熔渣在浇注时随钢液一起注入型腔。(4) 在浇注的过程中发生二次氧化,产生金属氧化物与硫化物,上浮到铸件的上表面和铸件的死角处。(5) 熔炼过程中脱氧,脱硫,除渣,除气不良导致钢液中含有大量硫化物,气体和氧化物,从而在铸件内部形成渣气孔。(6) 钢液在熔炼过程中合金化学成分各组元之间发生化学反应。(7) 浇注时钢液的温度过高导致砂型(芯)壁表面烧结或软化,并与钢液发生反应。造型及工艺方面的原因:                       (1) 型(芯)砂的高温强度太低,热变形量太大,在浇注后的很短时间内,型壁发生软化或烧结,并与钢液反应。(2) 钢液中的气体含量过高,以至在铸件冷却过程中以气泡形式析出,导致气孔产生。(3) 工艺设计和造型过程中对于浇注系统的设计不合理,在铸件复杂部位无圆滑过渡,钢液由内浇道注入型腔时发生喷射或飞溅,冲刷型腔内部,造成型(芯)砂脱落。(4) 造型过程中导致芯骨外露,浇注后与钢液熔为一体。(5) 造型过程中砂型(芯)水分过多,涂料未干,在浇注过程中与钢液发生反应。(6) 造型过程中使用的涂料质量差,或在浇注的过程中涂层脱落,形成夹杂。(7) 造型过程中操作不当导致挤箱,压坏砂型(芯),合箱过程中掉入砂粒或杂物。(8) 在铸件浮渣集中的特殊部位缺少集渣槽的设置。(9) 工艺设计时计算的浇注重量不足,导致冒口中的浮渣进入铸件中。三、 气孔气孔是由于型壳的透气性不良,浇注时产生的大量气体不能及时排出,留在铸件内形成孔洞。气孔不仅减少铸件的有效截面积,且使局部造成应力集中,成为裂纹源,尤其是成串存在的小气泡群,不仅增加缺口的敏感性,使金属强度下降,而且降低零件的疲劳强度。气孔通常分为侵入性气孔、析出性气孔、反应性气孔。气孔的分类1、侵入性气孔体积较大,形状近似梨形,常出现在铸件表层。主要是由于砂型、砂芯中的水分、粘结剂等在高温下分解产生大量气体,当界面气体压力超过金属液的阻力时,气体侵入液态金属,来不及排出就形成气孔。2、析出性气多而分散,在大型铸件截面上呈大面积分布。常发生在同一炉或同一浇包浇注的一批铸件中。主要是由于金属液在熔炼过程中吸收的气体在凝固前未能全部析出,就在铸件中形成许多分散的小气孔。多分布在铸件断面或热节区域。3、反应性气孔金属液内部元素之间、金属液与铸型成分发生化学反应生成气体,这些气体滞留在铸件中形成气孔,多为皮下针孔形态。气孔产生的主要原因皮下气孔的形成涉及多个环节,贯穿铸造生产全流程,原因复杂,影响因素众多,需要在每一道工序中加以防范。认清缺陷的成因,是为了更好地指导现场防控。缺陷分析的目的,不在于罗列问题,而在于从源头加以控制。每一道工序的工艺偏差,都可能反映为铸件内部或表面的缺陷。大型铸钢厂腾飞铸钢二十年的生产实践表明,减少铸造缺陷没有捷径,唯有将每一道工序的标准严格执行到位,才能从根本上有力提升铸件质量。

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