一、原材料控制：減少氣體與雜質來源

1. 金屬爐料控制：
   • 生鐵、廢鋼需提前烘干，含水量≤0.5%，避免熔煉時水分受熱分解產生 H?，形成皮下氣孔。
   • 廢鋼需去除表面油污、銹蝕，油污燃燒會產生 CO?，銹蝕中的 Fe?O?與碳反應會生成 CO，均易形成氣孔。
   • 控制硫含量，爐料總硫（S）≤0.06%，硫過高會與鐵反應生成 FeS，降低金屬液流動性，間接導致氣孔、砂眼。
2. 造型材料控制：
   • 型砂選用高純度石英砂，含泥量≤3%，泥量過高會降低型砂透氣性，阻礙氣體排出，同時易形成粘砂，后續清理時可能殘留砂粒導致砂眼。
   • 型砂水分控制在 3.5%-4.5%，水分過低型砂強度不足，易掉砂形成砂眼；水分過高則會在澆注時產生大量水蒸氣，形成氣孔。
   • 粘結劑（如樹脂、粘土）需均勻混合，避免局部粘結劑過多導致型砂透氣性差，或過少導致型砂松散掉砂。

二、造型工藝優化：防止砂粒卷入與氣體滯留

1. 提高型腔表面質量：
   • 模具表面需光滑（Ra≤1.6μm），避免型砂粘在模具上導致型腔表面粗糙，澆注時金屬液包裹松散砂粒形成砂眼。
   • 造型時采用高壓緊實（緊實度≥85%），確保型砂緊實均勻，避免局部緊實度不足，澆注時金屬液沖擊型砂導致砂粒脫落，形成砂眼。
2. 增強型砂透氣性：
   • 在型腔上表面、冒口根部等氣體易聚集的位置，扎直徑 2-3mm 的透氣孔，孔距 50-80mm，深度貫穿型砂層，便于氣體排出。
   • 對于復雜型腔（如帶深腔、盲孔的鑄件），在型腔內部放置透氣性好的砂芯（如樹脂砂芯），并在砂芯上開設排氣通道，避免氣體被困在型腔內部形成氣孔。
3. 避免砂芯缺陷：
   • 砂芯需烘干至水分≤1.5%，防止澆注時砂芯水分蒸發產生水蒸氣；砂芯表面涂覆耐火涂料（如鋯英粉涂料），增強表面強度，避免砂芯被金屬液沖蝕掉砂。
   • 砂芯裝配時需定位準確，與型腔間隙≤0.5mm，間隙過大易導致金屬液滲入，形成砂芯偏移或砂眼。

三、熔煉與澆注工藝：消除氣體生成與補縮不足

1. 熔煉過程控氣：
   • 采用中頻感應電爐熔煉，熔煉時向爐內通入惰性氣體（如氬氣），隔絕空氣，減少金屬液氧化和吸氣（主要吸 N?、O?）。
   • 熔煉溫度控制在 1420-1450℃，溫度過低金屬液流動性差，易裹入氣體和砂粒；溫度過高則會增加金屬液吸氣量，且易導致鑄件收縮過大，形成縮孔（易與氣孔混淆）。
   • 加入除氣劑（如稀土合金，加入量 0.1%-0.2%），稀土元素可與金屬液中的氣體結合形成化合物，上浮至液面排出，減少內部氣孔。
2. 澆注工藝優化：
   • 澆注系統采用底注式或階梯式，避免金屬液從頂部直沖型腔，減少沖擊型砂導致的砂眼，同時減緩金屬液流速（0.4-0.8m/s），便于氣體排出。
   • 澆注前在澆口杯內加入擋渣劑（如珍珠巖，加入量為金屬液質量的 0.5%），過濾金屬液中的夾渣和砂粒，防止其進入型腔形成砂眼。
   • 控制澆注溫度，根據鑄件壁厚調整：薄壁件（≤20mm）1380-1400℃，厚壁件（≥50mm）1350-1370℃，保證金屬液有足夠流動性填充型腔，同時避免溫度過高導致收縮缺陷。
3. 合理設置冒口與冷鐵：
   • 在鑄件厚大部位（如法蘭、筋板）設置冒口，冒口體積需為鑄件熱節體積的 1.5-2 倍，確保金屬液能持續補縮鑄件收縮，避免因補縮不足形成縮孔（易被誤判為氣孔）。
   • 在鑄件薄壁與厚壁過渡處放置冷鐵（如鑄鐵冷鐵），加快局部冷卻速度，使鑄件凝固順序合理（從薄壁到厚壁，最后冒口凝固），減少收縮缺陷和氣體滯留。

四、后續檢查與工藝驗證

1. 鑄件檢測：
   • 外觀檢查：每件鑄件需目視檢查表面，無明顯氣孔（直徑≥1mm）、砂眼（直徑≥2mm）；關鍵部位用放大鏡（10 倍）復檢。
   • 內部檢測：對重要鑄件（如機床床身、發動機缸體），用超聲波探傷儀檢測內部，不允許存在直徑≥3mm 的內部氣孔或砂眼。
2. 工藝驗證：
   • 每批次生產前先試澆 1-2 件，檢測缺陷情況，根據試澆結果調整工藝（如調整型砂水分、澆注溫度），再批量生產。
   • 記錄每批次的原材料參數、工藝參數和缺陷率，建立數據庫，逐步優化工藝，降低缺陷風險！
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