肖贵玉

摘 要： 随着铸钢件加工行业的蓬勃发展，将各类现代化技术应用到加工领域，使多种高精专业加工方式转化为流水线形式，这样可以有效提升行业综合实力。尤其是铸钢件的高精度批量生产，对工业领域起到良好的推动作用。然而，在当前铸钢件加工过程中，非常容易产生各类气孔缺陷，从而对零件质量造成影响。基于此，文章针对铸钢件气孔缺陷问题进行分析，并且提出相应的防治措施。希望对相关从业人员提供参考与借鉴。

关键词：铸钢件 气孔 缺陷 防治

1 前言

铸钢件在浇注成形过程中，其腔内会存在大量气体，这些气体来源于铸钢件腔中滞留的空气，并且在浇注加工过程中形成砂型与砂芯，同时材料在钢液热作用下产生的气体，因此在操作不规范时非常容易形成各类问题，在铸钢件中产生气孔或浇不足等缺陷，甚至报废。所以为提升铸钢件的加工质量与效率，需要从多角度入手，针对铸钢件气孔缺陷的形成原因进行分析，并且制定针对性的解决措施，对铸钢件生产制造行业的良好发展具有重要意义。

2 铸钢件气孔缺陷类型分析

铸钢件的气孔缺陷还可以成为起眼，是熔模铸造过程中的主要质量问题，由于铸钢件在制造生产中会受到诸多因素的影响，例如气流、温度等，这些都会对铸钢件的内部与表层造成一定的侵害。此外，铸钢件的气孔缺陷大小不等，形状各异，不仅存在聚集性的气孔群，而且还有单个的气孔，在颜色方面铸钢件的气孔多为白色，而且孔壁光滑。

通过对铸钢件气孔缺陷的形成机理进行分析，能够将划分为反应型、卷入型、侵入型以及析出型等，具体如下：

（1）侵入型气孔指的是铸钢件在浇筑过程中，金属液体在热作用下产生反应，导致水分与粘结剂之间的比例失调，同时气体变化会对分解与燃烧过程造成影响，最终导致零件腔内气体在表面聚集，当气体无法从正确途径析出时便会残留到铸钢件表层，形成表层空洞。

（2）析出型气孔指的是金属液体中溶解的气体，由于受到外在因素的影响，会导致溶解速度产生变化，这时在凝固冷却环节会产生大量气体。析出型气孔缺陷的尺寸较小，而且数量众多较为密集，经常表现为椭圆形与针状，会大面积附着在铸钢件表面。

（3）反应型气孔指的是金属液体成分间产生变化，进而导致铸钢件表面产生气孔缺陷。这种气泡多出现于表皮下1mm 至3mm 之间，在找寻环节需要借助熱处理措施，而且反应型气孔多为针孔方向垂直于表面，不会对铸钢件内部孔壁的光滑性造成明显影响。

（4）卷入型气孔指的是零件在充型与浇筑过程中，金属液体会掺杂一定的多余气体，当气体在无法有效排出时便会残留到铸钢件内。此类缺陷通常气孔较大，多为圆形与椭圆形，并且位于铸钢件的中上区域。

3 铸钢件气孔缺陷检查方式

3.1 产品生产环境

铸钢件的生产制造类型属于低合金铸件，采用中温蜡硅溶胶铸造技术，在针对零件表层与过渡层进行处理时采用莫来砂、锆英砂等物质，这样不仅能够起到一定的粘结作用，而且有助于零件表层的加固处理。通常铸钢件的加工制造温度为1150℃左右，熔炉炼频为中等，由于在加工过程中会受到各类因素的影响，容易在表层与内部形成大量气孔，因此气孔废品率较高，会对企业的利润效益造成影响。

3.2 产品样品收集与制备

本研究在开展过程中针对100 件铸钢件废品进行综合分析，采用专业方式对气孔表面形式进行检测，之后将其投入到盐酸水溶液中，这样可以更加明显的体现出气孔形成与程度，此后采用酒精棉对铸钢件表面进行擦拭处理，对气孔缺陷进行着色探伤检测。

3.3 产品缺陷鉴别方式

通过对铸钢件气孔缺陷问题与处理措施进行研究，了解到常见的气孔缺陷为侵入型、析出型以及卷入型等，零件表面的气孔形状与深度会受到综合因素的影响。同时在侵入型气孔的鉴别过程中，铸钢件表面只发现极少的气孔缺陷，然而在表皮下部却存在大量气孔。

4 铸钢件气孔缺陷检查结果及防治措施

4.1 铸钢件气孔缺陷检查结果

在100 件铸钢件废品中，存在侵入型气孔缺陷的为78 件，占据78%;存在卷入型气孔缺陷的为13 件，占据13%，存在析出型气孔缺陷的为9 件，占据9%。能够看出铸钢件中的气孔缺陷的常见类型为侵入型，这类气孔的孔径较大，在加工过程中容易受到诸多因素的影响。而析出型气孔的孔径较小，在加工过程中时受到的影响相对较小。因此，应该重点针对侵入型气孔缺陷进行分析，根据其形成机理制定相应的预防策略。

4.2 铸钢件气孔缺陷形成原因分析

4.2.1 侵入式气孔缺陷问题

铸钢件在浇筑过程中，钢液在热作用下会产生挥发物质，并且导致铸钢件外壁与钢水之前产生气体，当外部压力符合一定条件时，就会使气体侵入到铸钢件内部，这样在钢液凝结后就会附着大量气泡。此外，当钢液中的气泡在钢水的持续热作用下，也会产生体积膨胀，这时当铸钢溶液未能及时凝固时，气泡也会产生上浮与溢出的问题。反之，当外部压力较低时，钢水会停止侵入气泡，进而形成侵入型气泡。造成铸钢件产生透气性的原因具体如下：

（1）粘结剂类型与加工方式存在偏差，当钢液的整体加工温度达到一定范围时，需要投放适当的粘结剂，这样可以提升铸钢件的综合质量与强度，但是粘结剂会对铸钢件的收缩能力造成影响，这样便导致部分侵入式气泡无法有效排出。（2）耐火性材料类型，由于铸钢件的通透性会与加工温度形成直接关系，因此在型壳材料相同的基础上，当加工温度较低时便会导致钢液无法顺利排出潜在气泡，只有当加工温度达到正常范围内时，才能将气体排出。（3）焙烧时间与温度对型壳造成的影响，当焙烧温度较高时，铸钢件的透气性会随之提升，这时由于在高温状态下，型壳体积会产生膨胀反应，进而导致零件表面产生裂纹、在针对侵入式气孔缺陷进行预防时，需要对型壳质量进行严格控制，不浇筑受潮型壳，只针对热壳进行浇筑，这样在型壳充分干燥的过程中可以排出大量气体，避免形成涂料堆积。此外还要快速处理冒口、蜡液以及凝固作业，尽量减少型壳层数，这样能够对型壳的退让性与透气性进行双重提升。

4.2.2 卷入式气孔缺陷问题

铸钢件在浇筑过程，其型腔系统会被大气占据，并且在浇筑过程中，材料的成型还会卷入一部分的气体，当气体无法在后期有效排出时将会残留到铸钢件中，虽然卷入型气体的生成方式比较被动，而且此类气孔缺陷的形状较小，但是与侵入型气孔的主动形式相比较，其自身也具备填充速度快的特点，在合理的浇筑时间内无法有效排尽内部气体，这样便会形成卷入气孔。

此类型气孔缺陷的预防措施为针对铸钢件的排气功能进行调整，要从材料选择层面入手，禁止使用高合金钢与不锈钢，这样可以避免锈蚀现象，同时防止形成氧化物或导致含氢量较多而影响铸钢件的综合质量。

4.2.3 析出式气孔缺陷问题

铸钢件的析出型气孔缺陷还分为过溶、反应等类型，具体如下：首先是过溶类型，由于铸钢件在加工过程中会受到外界压力的影响，并且在表层析出一定程度的气泡，这样当二者的压力超出外界压力时，便会在凝固过程中产生气孔缺陷。其次是反应析出气孔，此类气孔缺陷是由于液体金属产生化学反应后所导致的，其中氧的影响最大。如果在不脱氧的情况下进行浇筑作业，将会導致一氧化碳气泡溢出，当钢液中氧化情况比较明显时，则一氧化碳压力会超过外界压力的临界点，这样也会导致型壳内部气体的大量溢出，然而随着气体的溢出，内部压力会逐渐降低，最后当无法继续排气时，将会导致铸钢件表面产生气孔缺陷。此类气孔的预防措施为保证铸钢件浇筑过程中的内外部压力，通过对压力差进行调整控制，以此来有效控制型壳内部的气体析出现象。

5 结论

综上所述，铸钢件气孔缺陷问题是一种比较常见的质量问题，由于零件的加工制造中受到多方面因素的影响，导致力学性能产生细微变化，这些都会反映到零件质量上。因此，为规避这种加工质量问题，需要从本质环节入手，对铸钢件气孔缺陷的形成原因展开分析，这样才能合理提升零件生产效率。本文通过对铸钢件气孔缺陷类型与检查方式进行阐述，并且重点对侵入式气孔缺陷、卷入式气孔缺陷以及析出式气孔缺陷进行分析，提出相应的预防措施，可以有效提升铸钢件生产制造企业的利润效益。

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