首流铁水对铸件气孔的影响及解决措施

在铸造生产中，有的铸件在远离直浇道的底面和侧面经粗加工后发现有气孔。气孔形状为不规则的圆形，直径在∅3～6mm之间，有些孔洞内有粒状或粉状渣。为解决这类气孔缺陷，工艺上常采用平做立浇、平做倾斜浇注、多留出气冒口、表干砂型改为干砂型等措施，但仍不能消除这类缺陷。经长期观察分析我们认为这种气孔是劣质的首股铁水流内含有大量的低熔点金属夹杂物，在凝固期与碳进行反应生成的反应性气孔。



      一、首流铁水易使铸件形成气孔的原因

      这类气孔形成的特点：

（1）无论是使用湿型、表干型、还是干型，都出现这类气孔；

（2）气孔的位置均出现在远离直浇道且在浇注位置底面和侧面；

（3）一般经粗加工后才能发现气孔，气孔的大小、形状、颜色基本相同。

      我们认为这是因为铁水中含有大量低熔点金属夹杂物，这些夹杂物上浮到铁水表面，浇注时随首股铁水流入型腔，所以，首股铁水流粘度高、 流动性差，不易随后进入型腔的液流上浮。在凝固期发生下式反应：

FeO＋C＝Fe＋CO↑

      生成CO气体，因这时残存的液态金属已粘稠，靠近型壁的金属已结壳，所以CO气泡不能顺利逸出，于是在浇注位置的底面和侧面形成了CO气孔。这种气孔表面比较光滑且呈金属光泽。另一原因是炉料中S、Mn含量高，铁水中的S以FeS的形态和铁水中的Mn发生放热反应：

FeS＋Mn→Fe＋MnS＋热量

      当渣中的MnS含量比较高时，MnS很容易溶于含有FeO、MnO的渣中，使渣的熔点降低到铸铁共晶温度以下，浇注时随首股铁水进入型腔。凝固期带渣的首股铁水流与析出的石墨反应生成的CO气体极易生成气孔，在这类气孔内可看到粒状或粉状的渣。



      二、 解决气孔缺陷的措施

      （1）在不降低铸铁强度的前提下，尽量降低炉料中的Mn加入量。

      （2）当不能降低Mn含量时，适当提高浇注温度。

      （3）在横浇道末端设置集渣包，排出首流铁水。

      （4）在铸型死角处设置集渣包，使首流铁水进入集渣包内。