鑄造企業(yè)在生產(chǎn)過程中，難免遇到縮孔、氣泡、偏析等鑄件缺陷，造成鑄件成品率低，重新回爐生產(chǎn)又面臨著大量的人力、電能的消耗。如何減少鑄件缺陷是鑄造人士一直關(guān)心的問題。

對于減少鑄件缺陷問題，來自英國伯明翰大學(xué)的教授John Campbell，John Campbell可謂是身經(jīng)百戰(zhàn)，對減少鑄件缺陷有著獨(dú)到的見解。早在2001年，中國科學(xué)院金屬研究所研究員李殿中，開展熱加工過程組織模擬與工藝設(shè)計(jì)，就是在John Campbell教授的指導(dǎo)下完成的。一份由鑄造大師John Campbell 提出的減少鑄件缺陷的十大準(zhǔn)則，希望對鑄造行業(yè)的同仁們有所幫助。

1、好鑄件從高質(zhì)量熔煉開始

一旦要開始澆注鑄件，先要準(zhǔn)備、檢查并處理好熔煉工藝。如果有要求，可采用能夠接受的低標(biāo)準(zhǔn)。然而，更好的選擇是：準(zhǔn)備并采用接近于零缺陷的熔煉方案。

2、避免自由液面上產(chǎn)生湍流夾雜

這就要求避免前端自由液面（彎月面）流速過高。對于大部分金屬來說，大流速控制在0.5m/s。對于封閉式澆注系統(tǒng)或薄壁件，大流速會(huì)適當(dāng)增加。這個(gè)要求也意味著金屬液的下落高度不能超過“靜滴”高度的臨界值。

3、避免金屬液中表面凝殼的層流夾雜

這就要求在整個(gè)充型過程，不要出現(xiàn)任何金屬液流的前端提前停止流動(dòng)。充型前期的金屬液彎月面必須保持可運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不受表面凝殼增厚的影響，而這些凝殼會(huì)成為鑄件一部分。要想獲得這種效果，金屬液前端可以設(shè)計(jì)成連續(xù)擴(kuò)展的。實(shí)際中，只有底注“上坡”能實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的上升過程。（如重力鑄造中，從直澆道底部開始向上流）。這就意味著：

底注式澆注系統(tǒng)；

不要有“下坡”形式的金屬液落下或滑落；

不要出現(xiàn)大面積的水平流動(dòng)；

不要出現(xiàn)由于傾倒或瀑布式流動(dòng)而產(chǎn)生金屬液前端流動(dòng)停止。

4、避免裹氣（產(chǎn)生氣泡）

避免澆注系統(tǒng)裹氣而產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入型腔。可以通過以下方式達(dá)到：

合理設(shè)計(jì)階梯型澆口杯；

合理設(shè)計(jì)直澆道，快速充滿；

合理使用“水壩”；

避免采用“井式”或其他開放式澆注系統(tǒng)；

采用小截面橫澆道或在直澆道于橫澆道連接處附近使用陶瓷過濾片；

使用除氣裝置；

澆注過程無中斷。

5、避免砂芯氣孔

避免砂芯或砂型產(chǎn)生的氣泡進(jìn)入型腔金屬液中。砂芯必須保證非常低的含氣量，或者采用適當(dāng)?shù)呐艢庖宰柚股靶練饪桩a(chǎn)生。除非能保證完全干透，否則不能用黏土基砂芯或模具修復(fù)膠。

6、避免縮孔

由于對流影響及不穩(wěn)定的壓力梯度，厚大截面的鑄件是無法實(shí)現(xiàn)向上補(bǔ)縮。所以要遵循所有的補(bǔ)縮規(guī)律來保證良好的補(bǔ)縮設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)際澆注樣件。控制砂型和砂芯連接處的飛邊水平；控制鑄型涂料厚度（如果有的話）；控制合金及鑄型溫度。

7、避免對流

對流危害與凝固時(shí)間有關(guān)。薄壁和厚壁鑄件都能不受對流危害影響。而對于中等壁厚鑄件：通過鑄件結(jié)構(gòu)或工藝來降低對流危害；

避免向上補(bǔ)縮；

澆滿后翻轉(zhuǎn)。

8、減少偏析

預(yù)防偏析并控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，或客戶允許的成分超限區(qū)域。如果可能，盡量避免通道偏析。

9、減少殘余應(yīng)力

輕合金固溶處理后不要進(jìn)行水（冷水或熱水）介質(zhì)淬火。如果鑄件應(yīng)力看起來不大，可采用聚合物淬火介質(zhì)或強(qiáng)制空氣淬火。

10、給定基準(zhǔn)點(diǎn)

所有的鑄件都必須給定用于尺寸檢查和加工的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。

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2021.05.15