实用铸件缺陷分析及对策实例

第一章 绪 论1

第一节 铸造缺陷分类1

一、国际铸件缺陷图谱对缺陷的分类1

二、国家标准GB/T5611-1998中对缺陷的分类7

三、铸造缺陷的其他分类方法12

第二节 铸造缺陷检验14

一、外观质量检查15

二、内在质量检查16

三、铸件质量的无损检测（无损探伤）23

四、计算机在铸件缺陷诊断中的应用26

第二章 多肉类缺陷27

第一节 多肉类缺陷的形成机理及防治理论27

一、冲砂缺陷27

二、胀砂缺陷30

三、粘模多肉缺陷30

四、掉砂缺陷32

五、毛刺缺陷35

六、多肉类缺陷的防治措施总结36

第二节 多肉类缺陷的防治实例40

案例1 硅溶胶型壳熔模铸件毛刺缺陷的防治40

案例2 熔模铸造长窄槽鼓胀缺陷的消除42

案例3 射压造型生产铸铁件胀砂缺陷的解决42

案例4 熔模铸件毛刺缺陷的防止43

案例5 球墨铸铁精铸件胀壳缺陷的预防43

案例6 用自硬树脂砂消除冲砂、胀砂缺陷44

案例7 消除硅溶胶型壳裂纹及铸件毛刺的方法46

第三章 孔洞类缺陷48

第一节 孔洞类缺陷的产生机理及防治理论48

一、气孔缺陷48

二、皮下气孔缺陷58

三、缩孔缺陷60

四、孔洞类缺陷的防治措施总结63

第二节 孔洞类缺陷的防治实例69

案例1 “首流”铁水对铸件气孔的影响及解决措施69

案例2 采用外冷铁和低温浇注的方法防止磷青铜的“发胀”和“冒汗”69

案例3 195T活塞燃烧室缩孔问题解决方法70

案例4 采用溢流技术消除铸钢件驱动桥壳体气孔缺陷70

案例5 柴油机汽缸盖渗漏缺陷消除71

案例6 柴油机汽缸盖缩松的控制72

案例7 柴油机汽缸体缩松问题的消除73

案例8 工作台铸件缩孔的消除75

案例9 紫铜熔铸中吸气问题的防止75

案例10 硅黄铜铸件的渗漏缺陷防止76

案例11 激冷铸铁凸轮轴气孔缺陷防止76

案例12 金属型铸造铝合金壳体缩陷的解决措施78

案例13 精铸球墨铸铁缸体件皮下气孔的防止78

案例14 铝合金壳体针孔问题的消除79

案例15 熔模铸件气孔的防止80

案例16 使用压边浇冒口消除铸件的缩孔缺陷80

案例17 铸造下心盘气缩孔缺陷的对策81

案例18 改进冒口解决球墨铸铁件的缩孔问题82

案例19 铸钢件缩孔及缩松缺陷的消除83

案例20 壳体零件缩孔缺陷的消除86

案例21 消失模铸件气孔的防止措施89

案例22 消失模整铸刮板输送机中部槽气孔缺陷的控制89

案例23 锌合金压铸件气孔缺陷的解决90

案例24 提高冶金质量防止球墨铸铁的皮下气孔91

案例25 应用均衡凝固理论解决曲轴大盘缩孔91

案例26 应用镶件解决压铸件气孔问题92

案例27 有孤立热节的小铸件缩孔解决方法93

案例28 圆筒形铸件缩松缩孔的解决方法94

案例29 轴承座精铸件缩孔缺陷的消除95

案例30 钢铸件气孔缺陷的预防措施96

案例31 采用底注溢流工艺解决铸钢轮毂的气孔缺陷98

案例32 电工纯铁精铸件气孔缺陷的解决99

案例33 回转油缸渗漏缺陷的消除100

案例34 排除管路铸件渗漏缺陷的改进101

案例35 采用铁芯消除叶轮轮毂的气孔缺陷102

案例36 排除阀体铸件气孔缺陷的工艺措施103

案例37 球墨铸铁件皮下气孔的预防103

案例38 防止环形薄壁精铸件的缩孔及气孔缺陷105

案例39 上芯盘气孔缺陷的消除106

案例40 采用点火引气法消除大型铸件的气孔缺陷107

案例41 消除锡青铜离心铸造的气孔缺陷108

案例42 无铅锡青铜铸件气缩孔缺陷的防止对策109

案例43 球墨铸铁轧辊工作面针孔的防止方法109

案例44 熔模铸造中小件铜艺术品缩松问题预防111

案例45 树脂砂生产铸铁件裂隙状氮气孔的防止111

案例46 提高浇注温度解决球墨铸铁皮下气孔问题112

案例47 球墨铸铁薄壁壳体皮下气孔缺陷的解决对策112

案例48 球墨铸铁曲轴缩松的防止措施113

案例49 铜合金螺旋桨铸件气孔缺陷的消除114

案例50 球墨铸铁小件气孔的解决对策115

案例51 汽缸盖铸件气孔缺陷的防止116

案例52 改变内浇口位置防止球墨铸铁缩松缺陷的产生117

案例53 轮毂类球墨铁铁件缩孔、缩松缺陷的防治措施118

案例54 铝青铜铸件气孔缺陷的消除措施118

案例55 铝合金压铸件中的气孔消除119

案例56 铝合金挤压铸件气孔缺陷的防止119

案例57 利用石墨化膨胀消除皮下气孔缺陷120

案例58 离心铸造缸套渣缩孔缺陷的防止途径121

案例59 离心球墨铸铁管渗漏缺陷防止122

案例60 灰铸铁磷含量对铸件缩松和金属渗透的影响122

案例61 精铸件热节部位的强制冷却措施123

案例62 精铸件型壳蚁孔缺陷的控制124

案例63 汽缸盖螺栓孔缩松渗漏的防止125

案例64 球墨铸铁管气孔缺陷的预防措施126

案例65 226B汽缸盖气孔缺陷的解决126

案例66 385汽缸体铸件气孔的消除128

案例67 3Cr24Ni7N及3Cr22Ni4N衬板气孔预防130

案例68 A356铝合金轮毂中轮辋缩松的防止措施131

案例69 SCS10不锈、耐蚀铸钢铸件皮下气孔的解决131

案例70 呋喃树脂砂生产大型柴油机底座气孔缺陷的防止131

案例71 采用溢流工艺防止铸件气孔缺陷132

案例72 4DA1发动机汽缸体螺栓孔渗漏的解决133

案例73 8L240柴油机机体气孔、缩孔缺陷的解决134

案例74 大蝶阀体缩孔、气孔的消除136

案例75 采用雨淋式浇注系统解决铸件缩孔问题138

案例76 球墨铸铁件热节部位表面缩凹缺陷的消除对策138

案例77 发动机球墨铸铁连杆缩孔、气孔缺陷的防止对策140

案例78 采用优质型砂消除铸件气孔缺陷142

案例79 采用过桥冒口解决高牌号灰铸铁件的缩松缺陷143

案例80 降低出钢温度消除气孔缺陷144

案例81 缸体铸件气孔缺陷的控制145

案例82 大型机床灰铸铁件导轨疏松的防止措施147

案例83 JY110摩托车箱体压铸件气孔缩松缺陷解决对策147

案例84 汽缸盖气孔缺陷的解决147

案例85 半连续铸造铝青铜铸锭气孔、缩孔的预防措施150

案例86 采用高温停放工艺解决缸面气孔缺陷150

案例87 柴油机缸体金属气孔的消除151

案例88 柴油机汽缸体缩孔的防止151

案例89 改变凝固顺序解决铸件缩孔裂纹缺陷152

案例90 消除砂箱铸造铝合金铸件气孔缺陷的探索153

案例91 运用均衡凝固理论解决连杆的缩孔缺陷155

第四章 裂纹、冷隔类缺陷157

第一节 裂纹、冷隔类缺陷的产生机理和防治理论157

一、断裂缺陷157

二、热裂缺陷159

三、冷裂缺陷163

四、裂纹、冷隔类缺陷的防治措施总结165

第二节 裂纹、冷隔类缺陷的防治实例168

案例1 低压铸造铝合金轮毂裂纹的改进措施168

案例2 电机端盖的热裂缺陷及防止措施170

案例3 缸体裂纹对策170

案例4 改变浇注系统解决阀体精铸件裂纹缺陷172

案例5 防止曲柄齿轮铸件裂纹的措施173

案例6 高锰钢铸件产生裂纹的因素探讨175

案例7 高锰钢铸件裂纹产生的预防措施176

案例8 摇枕热裂纹的消除176

案例9 柴油机机体铸造裂纹的防止177

案例10 紫铜铸件裂纹缺陷的改进178

案例11 铸造高锰钢辙叉产生裂纹的消除179

案例12 铸钢构架裂纹的改进措施180

案例13 箱体类铸钢件裂纹缺陷的防止181

案例14 树脂砂床身热裂纹缺陷的防止182

案例15 单辐板轮心裂纹对策182

案例16 大型铸钢件球艉开裂的防止措施184

案例17 Cr12MoV钢轮型铸件裂纹的改进措施184

案例18 高强度壳体铸铁件裂纹的对策185

案例19 熔模铸件裂纹的预防186

案例20 防止熔模铸钢件裂纹缺陷的工艺措施187

案例21 水轮机叶片裂纹缺陷的防止187

案例22 水轮发电机活塞铸件裂纹的消除188

案例23 改变浇注系统位置解决裂纹缺陷189

案例24 提高浇注温度解决裂纹缺陷189

案例25 添加锯末解决裂纹缺陷190

案例26 高镍铬铸铁轧辊辊身微裂纹综合防止方法191

案例27 金属型铝合金铸件裂纹产生的对策191

案例28 精铸件热裂问题解决192

案例29 弹簧托梁热裂纹的改进措施193

案例30 铁芯涡轮铸件裂纹防止195

案例31 板坯表面纵裂的控制措施196

案例32 渣罐裂纹的消除197

案例33 采用热割冒口工艺消除传动齿轮铸件裂纹198

案例34 柴油机中间体铸件裂纹的防止措施199

案例35 汽车铝轮热裂纹缺陷的防止200

案例36 实型铸造分层缺陷预防201

案例37 封口墙板铸件裂纹的防止201

案例38 复合辊的热裂缺陷防止措施203

案例39 轨道板铸造裂纹的消除措施203

案例40 厚壁离心铸钢管的裂纹缺陷消除204

案例41 灰铸铁件开裂与化学成分的关系及防止205

案例42 机床灰铸铁件冷裂的防止205

案例43 加稀土合金预防大口径灰铸铁阀体裂纹206

案例44 离心复合铸造球墨铸铁轧辊辊身裂纹缺陷的应对措施206

案例45 离心铸铁管承口断裂的防止207

案例46 缸体裂纹缺陷的消除208

案例47 铸钢车轮及齿轮裂纹产生的防止措施209

案例48 中空轴裂纹的消除方法210

案例49 改进浇注系统消除摆杆的裂纹缺陷211

案例50 压铸镁合金方向盘裂纹的防止212

案例51 压铸件转向器壳体裂纹的消除213

案例52 提高浇注温度消除裂纹缺陷213

案例53 熔模铸造方形薄壁件裂纹的防止214

案例54 熔模铸钢件热裂的防止215

第五章 表面类缺陷216

第一节 表面类缺陷的产生机理和防治理论216

一、夹砂结疤缺陷216

二、化学粘砂缺陷220

三、机械粘砂缺陷224

四、沟槽、鼠尾、涂料结疤等缺陷230

五、表面粗糟缺陷234

六、皱皮缺陷236

七、表面类缺陷的防治措施总结237

第二节 表面类缺陷防治实例246

案例1 A30汽缸体产生夹砂的防止对策246

案例2 135型柴油机汽缸盖铸件粘砂缺陷防止247

案例3 1706L轴头头部内孔严重粘砂问题的解决247

案例4 EPC铸铁件表面皱皮缺陷的消除248

案例5 变速器中壳粘砂的控制措施249

案例6 不锈钢熔模铸件表面流纹的防止249

案例7 船用汽缸套云斑产生原因及防止措施250

案例8 纯铜砂型铸件表面缺陷预防措施251

案例9 磁轭铸件粘砂缺陷的防止252

案例10 大型薄壁铝铸件表面沟槽缺陷的消除253

案例11 大中型消失模铸钢件内孔粘砂缺陷预防255

案例12 电机机身铸件表面缺陷的改进对策255

案例13 防止铸件粘砂的若干工艺措施256

案例14 铝合金压铸件中亮皮现象的消除257

案例15 硅溶胶型壳铸钢件表面沟槽的消除257

案例16 铸件夹砂缺陷与鼠尾缺陷的异同258

案例17 铸钢轧辊粘砂的对策259

案例18 碳钢熔模铸件表面流纹的防止措施259

案例19 改变浇注系统位置解决水纹缺陷260

案例20 覆砂金属型铸件表面粘砂的消除261

案例21 高密度造型铸件的粘砂防止261

案例22 还原罐离心铸造的粘砂缺陷对策262

案例23 精铸型壳“墨点”和铸件“黑皮”消除262

案例24 冷芯盒缸体结疤的防止措施263

案例25 离心复合铸造铸铁轧辊辊颈粘砂的防止264

案例26 球墨铸铁件局部麻面缺陷的预防264

案例27 熔模铸件“橘皮”缺陷的防治265

案例28 熔模铸造中蜡模表面鼓包缺陷的消除265

案例29 提高柴油机缸盖内腔表面质量的工艺措施267

案例30 造纸机械烘缸缸体表面的黑斑缺陷消除268

案例31 铸铁件夹砂类缺陷的防止269

案例32 铸件表面夹涂料灰缺陷的消除270

案例33 铸钢磨盘粘砂、夹砂缺陷的消除270

案例34 液压泵壳体铸铁件粘砂的对策272

案例35 消失模负压白色缺陷的预防272

案例36 提高铸铁件表面质量的途径273

案例37 熔模精密铸件“梅花点”的防治274

案例38 铸铁管的表面重皮防止技术275

案例39 消失模铸造铸铁件表面皱皮（积碳）的缺陷防止275

案例40 防止熔模铸造阀体产生夹砂、粘砂缺陷的措施276

案例41 机械粘砂和化学粘砂的预防措施277

案例42 消失模铸件表面皱皮缺陷的消除277

案例43 提高水玻璃型壳精铸件表面质量的方法278

案例44 汽车制动鼓铸件夹砂缺陷防止措施278

第六章 残缺类缺陷280

第一节 残缺类缺陷的产生机理和防治理论280

一、浇不到缺陷280

二、跑火与型漏缺陷285

三、残缺类缺陷的防治措施总结287

第二节 残缺类缺陷防治实例290

案例1 解决薄壁铸铝件浇不足的措施290

案例2 防止水平连铸有色合金的“跑火”291

案例3 倾斜浇注防止焦炉炉门铸件产生浇不足缺陷292

案例4 铸铁件浇不到铸造缺陷原因判断293

案例5 采用飞边工艺解决薄壁铸铁件的浇不足缺陷293

案例6 改变浇注系统位置解决浇不足问题294

案例7 负压实型铸造导板箱塌箱缺陷的防止295

案例8 精铸件跑火问题的消除296

案例9 压力铸造中欠铸产生的预防297

第七章 形状及重量差错类缺陷299

第一节 形状及重量差错类缺陷的形成机理及防治理论299

一、型芯引起尺寸不符缺陷299

二、舂砂位移缺陷301

三、错型缺陷302

四、塌型缺陷303

五、挠曲缺陷307

六、坍流缺陷309

七、形状及重量偏差类缺陷的防治措施总结309

第二节 形状及重量差错类缺陷的防止实例313

案例1 防止精密铸造蜡模变形的几种措施313

案例2 防止错边缺陷的对策315

案例3 高铬铸钢件的挠曲变形防止办法315

案例4 精密铸造空心杆状件的偏心对策317

案例5 壳型球墨铸铁件尺寸超差的防止318

案例6 熔模铸造中平板薄件变形的解决办法319

案例7 刹车转子精铸件的变形缺陷对策319

案例8 湿型铸钢件偏芯缺陷的防止320

案例9 消失模铸造铸件变形表面缺陷的防止322

案例10 铸件砂芯设计与铸件尺寸精度322

案例11 织机长横梁铸件的挠曲变形及防止323

案例12 薄壁铸钢件尺寸变形控制324

案例13 防止薄板类压铸件变形的措施325

案例14 防止大型薄壁端封板铸件变形的措施325

案例15 缸盖排气道壳芯穿芯问题的防止326

案例16 树脂砂铸件的中凸现象解决措施327

案例17 消失模工艺生产大型铸件变形问题的解决328

案例18 叶轮胀形问题的改进328

案例19 无冒口解决下旁承座的变形问题329

案例20 台车体铸件热变形缺陷的消除330

案例21 双联齿轮错箱问题的改进332

第八章 夹杂类缺陷334

第一节 夹杂类缺陷的形成机理及防治理论334

一、夹杂缺陷334

二、夹渣缺陷337

三、砂眼缺陷338

四、夹杂类缺陷的防治措施总结338

第二节 夹杂类缺陷的防治实例343

案例1 6063铝合金铸棒生产中夹杂类缺陷的防止343

案例2 CO2水玻璃砂夹砂缺陷的解决措施343

案例3 EQ153转向器壳体的夹渣防止345

案例4 防止氧化夹渣在有色合金铸件中的形成346

案例5 镁合金铸件熔剂夹渣缺陷的预防348

案例6 磨床导轨面夹渣缺陷预防措施349

案例7 球墨铸铁冷却壁上表面夹渣的防止350

案例8 树脂自硬砂铸造“气渣坑”、“气渣隔”缺陷防止351

案例9 消除高锰钢辙叉铸件表面夹杂物缺陷的对策352

案例10 消失模球墨铸铁轮毂的碳夹杂缺陷解决措施353

案例11 骨架铸件夹杂针孔的排除354

案例12 熔模铸件表面麻点缺陷对策355

案例13 熔模铸件表面麻点的消除356

案例14 铸件渣气孔的防止356

案例15 消除碳素钢精密铸件表面渣气孔的措施357

案例16 用过滤网解决夹渣和砂眼缺陷358

案例17 LD31合金水平连铸夹杂缺陷的对策359

案例18 半连续铸造铝青铜铸锭夹渣缺陷的预防措施360

案例19 铁铝青铜件渣气孔的消除360

案例20 用纤维过滤网防止砂眼缺陷361

案例21 铝合金右箱体铸件渣气孔缺陷的防止362

第九章 成分、组织及性能不合格类缺陷363

第一节 成分、组织及性能不合格类缺陷的形成机理及防治理论363

一、整体过硬缺陷363

二、局部过硬缺陷365

三、石墨漂浮及其他宏观偏析缺陷367

四、反白口缺陷370

五、晶粒粗大缺陷371

六、增碳缺陷375

七、成分、组织及性能不合格类缺陷的防治措施总结375

第二节 成分、组织及性能不合格类缺陷的防治实例384

案例1 防止E型石墨产生的措施384

案例2 YC6108 ZQ球墨铸铁曲轴消除片状石墨的措施384

案例3 高强度球磨铸铁石墨漂浮缺陷的防治385

案例4 高韧性球墨铸铁石墨漂浮缺陷的防止386

案例5 灰铸铁件表面铁素体层及过冷石墨的消除386

案例6 装载机差速器球铁墨铸件硬白点消除387

案例7 铸造铅黄铜表面硬质点的消除388

案例8 铸铁件中白口缺陷的防止388

案例9 铸态球墨铸铁角型轴承箱产生石墨漂浮的消除390

案例10 孕育铸铁组织出现白口缺陷的消除390

案例11 压铸铝合金硬质点的消除391

案例12 消失模铸造耐磨铸钢件增碳的消除392

案例13 消除不锈钢精铸件上的“亮点”392

案例14 卧式离心铸造铸铁汽缸套的黑斑缺陷消除392

案例15 球墨铸铁铸件的“花斑”缺陷防止技术393

案例16 球墨铸铁件反白口缺陷的防止措施394

案例17 球墨铸铁石墨漂浮的防止394

案例18 球墨铸铁石墨开花的防止394

案例19 铝合金铸件中“硬点”的预防395

案例20 离心铸造汽缸套白斑产生机理396

案例21 离心铸造汽缸套偏析的防止396

案例22 离心铸造灰铸铁捧水管麻面缺陷的消除396

案例23 离心轧辊灰斑缺陷的控制397

案例24 可锻铸铁卡头电镀锌后黄斑缺陷的防止措施398

案例25 精密铸钢件表面脱碳的防止措施398

案例26 机床类铸件石墨粗大缺陷的解决措施399

案例27 球墨铸铁石墨开花问题的防范400

案例28 回转工作台偏析现象的预防401

案例29 活塞环反白口的防治401

案例30 机床铸件石墨组大缺陷的防止措施402

案例31 球化不良缺陷的防止措施403

案例32 球墨铸铁石墨漂浮的防止措施404

案例33 中小球墨铸铁件渗碳体的消除404

案例34 横梁铸件硬度不均问题的解决405

案例35 球墨铸铁石墨漂浮的防止407

案例36 ZL104“粗大亮晶”现象的消除407

案例37 卧式离心铸造汽缸套“黑斑”的预防措施408

案例38 球墨铸铁反白口缺陷的预防409

参考文献410

铸造生产是一种多工序的复杂过程，每一道工序的工艺水平、操作者的技能、质量控制及管理工作的优劣，都有可能导致铸件产生缺陷，影响铸件的最终质量。如何防止缺陷的产生、提高产品质量是铸造工作者的首要任务，一部铸造工艺史可以说就是一部铸造缺陷史。尽管现有的铸造工艺理论阐述了铸造缺陷产生的机理和一些防治方法，但由于影响铸造质量的因素多且相互制约，实际生产中往往出现此消彼长的情况，即采取措施防治了一种缺陷却导致了另外一种缺陷产生，让铸造工作者束手无策。因此，如何系统地应用铸造工艺理论来解决生产中的质量问题是一项系统的工程，要结合铸件的结构特点及现有的铸造生产条件，综合以往的生产经验，全面考量，恰当制定出适合这种铸件生产的工艺方法，而且还要合理监控整个生产过程。然而，铸造工作者要达到这样的高度，需要日积月累地努力、需要不断地在废品中吸取教训，还需要大量的生产一线的经验。
目前市场上已出版的铸件缺陷方面的书籍，都是侧重理论分析，特别缺少结合生产实例论述防治缺陷对策的书籍。数十年来，国内广大铸造工作者在各自的岗位上探索并发展了铸造技术，付出了艰辛的劳动，积累了一定的经验，并形成了大量的铸造工艺文献。这些文献为如何综合应用铸造工艺提供了宝贵的借鉴，可以让我们在生产中少走弯路，增强实战经验，从而找到工艺创新的方向。《实用铸件缺陷分析及对策实例》作者从大量的解决铸造实际生产中各种类型缺陷的实例中，荟萃了精华并加以分析和总结，侧重实用，《实用铸件缺陷分析及对策实例》是集体智慧的结晶。
本着理论指导实践的原则，《实用铸件缺陷分析及对策实例》力求将理论与实践结合起来。根据GB/T5611—1998，并参考了国际铸造技术协会出版的铸件缺陷图谱将铸造缺陷分为8个大类，用经典的铸造工艺理论深入浅出地阐述铸造缺陷形成的机理，提供了各种防治铸件产生缺陷的个案，对这些案例进行了提炼分析，力求简明扼要、言简意赅。破解技术难题的答案往往很简单，更多的时候就是一句话，也就是有窍门，一旦掌握了这个窍门，人人都是技术专家。这些改进铸造生产质量的途径和具体方法可以举一反三，能够拓宽铸造工作者解决缺陷的思路，起到启发、引证和借鉴的作用，对实际生产具有直接指导意义。