常见铸造缺陷与不连续性：成因与预防

深入剖析表面、夹杂、造型、浇注和冷却缺陷

铸造厂金属铸造工艺复杂。检测方法用于检查铸件质量保证。这些检验方法有助于识别潜在铸造缺陷。像其他制造工艺一样，铸造易受多种缺陷影响，无论砂型铸造还是熔模铸造。铸造缺陷指金属铸造制造过程中不想要的异常。缺陷类型包括表面缺陷、夹杂缺陷、造型浇注缺陷和冷却缺陷。

表面缺陷

表面铸造缺陷肉眼可见。包括表面极粗糙不平；“筋脉”或“鼠尾”因高温模具开裂；“象皮”因快速冷却起皱；烧结砂；剥离缺陷。剥离缺陷指气体滞留模具导致表面金属片屑。

夹杂缺陷

渣夹杂

渣夹杂指非金属材料在铸件中形成气孔或带状夹带。渣是炉内熔炼过程重要组成部分，硅基和钙基渣的化学过程改变金属粘度，对优质铸件必要。但浇注时铸造工必须防渣进入模具。浇注前常刮渣，但此阶段无法捕获所有渣。浇口系统也需设计捕渣。任何环节失败均可导致渣污染金属。此外，长时间高温金属氧化也成问题；模具内可生成渣。氧化物非唯一渣：碳化物、硫化物、氮化物也可能致病。

砂夹杂

砂夹杂极常见。所有砂型铸件表层预期有少量砂夹杂。但过量砂夹杂会毁坏铸件。此缺陷指模具砂被困在金属中。

表面大量砂夹杂可能表明需模具涂洗或不同造型系统。烘烤稳定的铸造砂若烘烤过久变脆，或许免烘烤造型或熔模铸造更好。也可能粘结剂不足或非适当类型，无法形成强壳。另一可能是砂型压实不足。

造型和浇注缺陷

浇注不足或冷隔缺陷

熔融金属未充分填满模具时发生。有时用敞口冒口判断模具是否注满：若位置错误，铸件可能浇注不足。有时冷隔因浇注中过早冻结引起。冷隔时铸件某部不完整，通常呈圆边，因金属未达模具壁前冻结。

顶箱上浮或砂芯浮动缺陷

此缺陷导致铸件尺寸错误。熔融金属施加压力，若砂芯未稳固或模具未夹紧，会上浮变形铸件。

飞边缺陷

铸件分型面飞边常见但须清除。飞边是液态金属渗入模具闭合接缝形成的薄皮。若模具不稳，飞边可能严重到变形铸件。

模具错位或移位缺陷

合箱时上下模（顶箱和底箱）未对齐会发生。所得铸件常滑稽，上下模错位。

砂型不稳定缺陷

砂型不稳定、压实不足或铸造砂配比问题导致铸件细节丢失。影响文字装饰等精细细节，或导致整体铸件边缘波动。

冷隔或冷合

模具或熔融金属温度过低时发生。金属流不快速充满模具，部分金属流减速开始硬化。冻结隆起成为障碍，其余金属绕流：如河中礁石，下游常有扰动。冷隔可见圆唇在铸件表面形成永久不连续。此缺陷表面可见，有时可打磨填补，但冷合可能深入威胁铸件结构完整性。

冷渣

冷渣同样由部分金属过早冻结引起。呈小铁球或泪滴状，悬浮在周围材料中。

针孔和气孔或气体气孔

模具气体推过熔融金属留下空隙或气泡。模具条件若不透气致气体无法逸出，会困住气体。生锈、含氢高的废钢料更易致针孔缺陷，因带入更多氢。气体气孔不同于收缩气孔，虽均留小孔且可同块金属中共存。气体气孔倾向在模具顶部留规则气泡状针孔。

冷却缺陷

收缩气孔

模具金属体积不足引起。金属冷却收缩时，铸件内部留下小孔。这些孔通常锯齿状，区别于气体气孔的光滑浮游针孔。

收缩孔

同收缩气孔因冷却收缩金属不足填充空间。但此缺陷倾向更严重结构问题。常呈金属中心大型锯齿裂隙。铸件由外向内冷却，空腔形成于最后冷却处。非绝对：浇冒口系统基础设施不同，铸件外表可见收缩凹陷。这些凹陷通常非锯齿或开口，而是金属较预期形状凹陷处。严重收缩物体可通过改变铸造设计修复：锥度壁、圆角、增设冒口、改变浇口位置。

淬冷缺陷

模具过冷或铸件过早脱砂可能致淬冷缺陷。快速冻结导致铸件表面极脆，如风淬。若缺陷为力学非结构性，退火热处理可消除脆性挽救铸件。

热裂或裂纹

过快冷却也可致热裂。类似收缩孔但为带状金属空隙，因快速收缩形成。有热裂铸件力学性能欠佳。

冷却变形

极长薄铸件常见缺陷，其他形状也可能。金属铸件冷却时翘曲偏离预期形状，超出规定公差。

检验

尺寸公差或表面光洁度问题常可通过目视检查和测量发现。力学性能测试也可简单进行。其他问题如气孔、收缩孔内部存在。有检测方法捕捉内部问题，防铸件在载荷下意外失效。

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