一、原材料控制：减少气体与杂质来源

1. 金属炉料控制：
   • 生铁、废钢需提前烘干，含水量≤0.5%，避免熔炼时水分受热分解产生 H?，形成皮下气孔。
   • 废钢需去除表面油污、锈蚀，油污燃烧会产生 CO?，锈蚀中的 Fe?O?与碳反应会生成 CO，均易形成气孔。
   • 控制硫含量，炉料总硫（S）≤0.06%，硫过高会与铁反应生成 FeS，降低金属液流动性，间接导致气孔、砂眼。
2. 造型材料控制：
   • 型砂选用高纯度石英砂，含泥量≤3%，泥量过高会降低型砂透气性，阻碍气体排出，同时易形成粘砂，后续清理时可能残留砂粒导致砂眼。
   • 型砂水分控制在 3.5%-4.5%，水分过低型砂强度不足，易掉砂形成砂眼；水分过高则会在浇注时产生大量水蒸气，形成气孔。
   • 粘结剂（如树脂、粘土）需均匀混合，避免局部粘结剂过多导致型砂透气性差，或过少导致型砂松散掉砂。

二、造型工艺优化：防止砂粒卷入与气体滞留

1. 提高型腔表面质量：
   • 模具表面需光滑（Ra≤1.6μm），避免型砂粘在模具上导致型腔表面粗糙，浇注时金属液包裹松散砂粒形成砂眼。
   • 造型时采用高压紧实（紧实度≥85%），确保型砂紧实均匀，避免局部紧实度不足，浇注时金属液冲击型砂导致砂粒脱落，形成砂眼。
2. 增强型砂透气性：
   • 在型腔上表面、冒口根部等气体易聚集的位置，扎直径 2-3mm 的透气孔，孔距 50-80mm，深度贯穿型砂层，便于气体排出。
   • 对于复杂型腔（如带深腔、盲孔的铸件），在型腔内部放置透气性好的砂芯（如树脂砂芯），并在砂芯上开设排气通道，避免气体被困在型腔内部形成气孔。
3. 避免砂芯缺陷：
   • 砂芯需烘干至水分≤1.5%，防止浇注时砂芯水分蒸发产生水蒸气；砂芯表面涂覆耐火涂料（如锆英粉涂料），增强表面强度，避免砂芯被金属液冲蚀掉砂。
   • 砂芯装配时需定位准确，与型腔间隙≤0.5mm，间隙过大易导致金属液渗入，形成砂芯偏移或砂眼。

三、熔炼与浇注工艺：消除气体生成与补缩不足

1. 熔炼过程控气：
   • 采用中频感应电炉熔炼，熔炼时向炉内通入惰性气体（如氩气），隔绝空气，减少金属液氧化和吸气（主要吸 N?、O?）。
   • 熔炼温度控制在 1420-1450℃，温度过低金属液流动性差，易裹入气体和砂粒；温度过高则会增加金属液吸气量，且易导致铸件收缩过大，形成缩孔（易与气孔混淆）。
   • 加入除气剂（如稀土合金，加入量 0.1%-0.2%），稀土元素可与金属液中的气体结合形成化合物，上浮至液面排出，减少内部气孔。
2. 浇注工艺优化：
   • 浇注系统采用底注式或阶梯式，避免金属液从顶部直冲型腔，减少冲击型砂导致的砂眼，同时减缓金属液流速（0.4-0.8m/s），便于气体排出。
   • 浇注前在浇口杯内加入挡渣剂（如珍珠岩，加入量为金属液质量的 0.5%），过滤金属液中的夹渣和砂粒，防止其进入型腔形成砂眼。
   • 控制浇注温度，根据铸件壁厚调整：薄壁件（≤20mm）1380-1400℃，厚壁件（≥50mm）1350-1370℃，保证金属液有足够流动性填充型腔，同时避免温度过高导致收缩缺陷。
3. 合理设置冒口与冷铁：
   • 在铸件厚大部位（如法兰、筋板）设置冒口，冒口体积需为铸件热节体积的 1.5-2 倍，确保金属液能持续补缩铸件收缩，避免因补缩不足形成缩孔（易被误判为气孔）。
   • 在铸件薄壁与厚壁过渡处放置冷铁（如铸铁冷铁），加快局部冷却速度，使铸件凝固顺序合理（从薄壁到厚壁，最后冒口凝固），减少收缩缺陷和气体滞留。

四、后续检查与工艺验证

1. 铸件检测：
   • 外观检查：每件铸件需目视检查表面，无明显气孔（直径≥1mm）、砂眼（直径≥2mm）；关键部位用放大镜（10 倍）复检。
   • 内部检测：对重要铸件（如机床床身、发动机缸体），用超声波探伤仪检测内部，不允许存在直径≥3mm 的内部气孔或砂眼。
2. 工艺验证：
   • 每批次生产前先试浇 1-2 件，检测缺陷情况，根据试浇结果调整工艺（如调整型砂水分、浇注温度），再批量生产。
   • 记录每批次的原材料参数、工艺参数和缺陷率，建立数据库，逐步优化工艺，降低缺陷风险！
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