鑄件缺陷的類型以及如何防止產品出現這些缺陷

鑄造生產是一個複雜的多工序過程。各工序的工藝水準差異很大。工人的技能、品質管理以及檢測方法與設備，均會影響鑄件的最終品質。如果您想了解鑄造缺陷的類型及其預防方法，本指南將為您提供所有鑄造缺陷的概述。

當金屬在鑄造過程中捲入氣體並凝固時，就會產生氣孔。形成氣孔的最常見氣體是氮氣、氧氣或氫氣。雖然鑄模允許氣體逸出，但諸多因素可能導致氣體無法排出，進而形成精密鑄造中常見的鑄件表面缺陷。與氣孔相關的常見鑄造缺陷有三種。

1.針孔鑄造缺陷

針孔鑄件缺陷是氣孔的另一種說法。針孔是最普遍的金屬鑄件缺陷，任何操作系統上的困難都可能造成針孔。肉眼常可看到鑄件表面附近或成群的針孔。

鑄造和鑄造缺陷的原因

1. 使用含水量較高的砂。
2. 從潮濕的鋼包澆注鋼水或未充分排氣
3. 熔融金屬吸收氫氣或一氧化碳氣體。

措施

1. 透過降低砂子的含水量
2. 增加砂的滲透性
3. 應使用良好的助熔劑和熔解方法
4. 藉由快速凝固

2.氣孔

比針孔更大的空洞稱為鑄件缺陷中的氣孔。它們經常位於鑄件內部。在機械加工之前，它們很難辨認，需要進行諧波、超音波、磁力或 X 射線調查。

鑄造和鑄造缺陷的原因

1. 沙子裡有很多水。
2. 砂的滲透性較低。
3. 砂粒太小。
4. 過度壓實的砂
5. 通風不足

措施

1. 必須控制砂子的含水量，並將其維持在所需水平
2. 應使用高滲透性砂
3. 應使用適當大小的砂子
4. 請勿過度壓縮
5. 應提供足夠的通風

3.開孔

鑄件缺陷中的孔隙比開孔更難察覺，開孔出現在鑄件表面。在大多數情況下，鑄件表面會出現裂開的孔洞。這些瑕疵是由於金屬澆注時夾在模具中的空氣所產生的。

鑄件表面缺陷的原因

1. 模具和型芯排氣不良
2. 模具和型芯乾燥不足

措施

1. 乾燥透氣的沙，避免開裂
2. 選擇粗砂。砂子越粗，滲透性越好
3. 確保模具和型芯乾燥

由於金屬液體的密度比固體低，因此會收縮。在冷卻過程中，縮水問題很常見。合金凝固收縮是典型現象，但不均勻的收縮會造成鑄件表面瑕疵。
在凝固過程中，縮水會造成鑄件凹陷。收縮空間具有尖銳的邊緣，而非氣體空隙的平滑表面。空洞通常與樹枝狀裂痕或裂縫同時出現。大的收縮空隙可能會破壞鑄件的完整性，導致鑄件在壓力下破裂。鑄件缺陷可透過兩種方式由收縮造成。

1.開放式收縮缺陷

由於開放收縮（也稱為管道），鑄造產品的表面會形成凹陷（也稱為凹陷面）或孔洞。當金屬收縮不均勻時，就會在該位置將空氣吸入模具中，造成像這樣的瑕疵。

2.封閉式收縮缺陷

閉縮疵點又稱為縮松，是鑄件中造成閉縮孔的瑕疵。而顯微縮孔是人眼無法看見的。
閉合收縮斷層最常見於熱點頂端或孤立的熱液池附近。

金屬鑄造缺陷的原因

當模具中的液態金屬溫度不一致時，就會產生收縮瑕疵。如果金屬倒入模具的溫度過高，或是金屬凝固不均勻，都會產生收縮缺陷。當模具設計忽略了凝固模式的方向性時，凝固不均勻的情況就會很常見。

措施

熱處理鐵合金以降低殘留張力，尤其有助於防止翹曲。在淬火與熟化製程之間將鑄件拉直，可防止鋁合金產生翹曲。它也可抑制翹曲，藉由確保重要部分具有較多的肋狀（例如波紋），讓物件冷卻更一致。

1. 設計以立管為基礎的運行（澆口）系統，以實現不間斷的熔融金屬流動
2. 若要增加局部散熱，請插入內部冷卻器、散熱片或冷卻線圈。
3. 降低澆鑄溫度以限制總體積不足。

1.切割和刮削

當液態金屬在澆注過程中侵蝕模具的一部分，而砂子又沒有足夠的熱強度來承受時，就會發生切割和擦傷。清洗和切割在最終表面上呈現為向一端傾斜的低凸點，熔融金屬以更大的力量流入該端。

鑄件缺陷原因

內澆道處因金屬液流速過高，導致充型過度，可能引起沖砂和沖刷缺陷。

措施

1. 改善澆注系統的設計
2. 強化模具與核心
3. 在精砂和芯砂中加入粘合劑。

2.黏合

砂粒與熔融金屬融合時，稱為熔融。在鑄件表面上，熔融會呈現玻璃狀的殼體。它看起來像是一層薄而脆的玻璃狀外殼，緊緊地黏在鑄件上。當模具中的一些砂熔化並與鑄件融合時，就會出現這種情況。

金屬鑄造缺陷的原因

1. 低耐火度的粘土或砂
2. 高澆注溫度的金屬液體

措施

成型材料抵抗液體溫度，使其不與金屬熔化的能力稱為耐火度。矽砂的耐火度最高。為了防止熔解，我們可以改善成型材料的耐火度或降低熔融金屬的澆注溫度。

3.金屬滲透

金屬滲透是指金屬液從模具中滲漏，導致鑄件不完整或缺失。

鑄造缺陷的原因

1. 使用強度低、滲透性高的砂子。
2. 使用粗大或巨大的砂粒：砂粒越粗，精神穿透越嚴重。
3. 霉菌清除不充分
4. 軟沙捶打

措施

為避免此類鑄件缺陷，請確保鑄模設計良好。在鑄造之前，檢查並更換任何損壞的模具。
高溫會造成模具過度磨損。對於您的模具，請使用能承受高溫的高品質原料。

4.膨脹

當模具太軟時，液態金屬的重量會將砂子向外拉，造成膨脹故障。膨脹通常會在鑄件的垂直側面出現一個光滑的小駝峰。

鑄造缺陷的原因

膨脹缺陷通常是由於模具使用不當或模具強度低造成的。

措施

1. 為避免此類鑄件缺陷，請確保鑄模設計良好。在鑄造之前，檢查並更換任何損壞的模具。
2. 高溫會造成模具過度磨損。對於您的模具，請使用能承受高溫的高品質原料。

5.滴水

當砂落入金屬鑄件時仍是濕的，它會滴落。水滴會在鑄件頂部呈現凹凸不平的塊狀。當模具不夠堅固，砂子進入液態金屬時，就會出現這種情況。水滴可能會污染金屬表面。

鑄造缺陷的原因

1. 強度低的砂
2. 軟沖壓
3. 熔融金屬的助熔劑不足
4. 拱頂上的沙粒突起，加固不足

措施

1. 使用抗張強度較高的砂。
2. 提供更難的夯實。
3. 如果熔融金屬已充分助焊，可去除熔融金屬中的雜質。
4. 若要加固砂粒突起，請使用釘子或鉗子。

6.老鼠尾巴

當模具砂的表面發生扣動時，鼠尾紋或紋路會在鑄件上呈現凹凸不平的線條或裂縫。鼠尾紋最常見於模具底面，因為底面經常覆蓋著熔融材料。翹曲是一種較嚴重的鼠尾。

壓鑄缺陷的原因

1. 砂子膨脹不良
2. A 熱澆注溫度
3. 模具設計不良

措施

確保模具有足夠的沖壓來容納熔融金屬是避免這些問題的好方法。此外，也要確保澆注的金屬不會太熱。如果這些方法都不奏效，我們可以運用上述程序來解決問題。

1. 在砂中加入可燃添加劑
2. 降低金屬的澆鑄溫度
3. 模具也不能太硬

金屬到達模具內部時的過冷溫度會造成所有澆注金屬的瑕疵。能產生這些缺陷的原因是將金屬放入的模具溫度不夠。即使金屬是在正確的溫度下澆鑄，如果方法有缺陷，也會造成金屬在進入模具前冷卻過快，或是模具部分太薄，進而產生瑕疵。微小的零件會因為體積輕而硬化並阻塞其他模具部分。

1.熱裂/龜裂

有些裂縫不需要放大就能看見，有些則需要放大。鑄件冷卻時，裂縫會在凝固後出現。

壓鑄缺陷的原因

如果凝固金屬的強度不足以抵抗凝固過程中的拉伸張力，就會發生熱裂。

措施

1. 改善模具設計
2. 修改模具以改善折疊性

2.熱點/硬點

硬點是熱區的另一個名稱。當特定鑄件部分的冷卻速度快於周圍區域時，就會出現這些瑕疵。這是因為它們的冷卻速度比周圍材料快。因此，鑄件會形成較嚴格的組合。這些會造成工具磨損，並阻礙加工作業。具有挑戰性的區域會阻礙加工並導致刀具磨損增加。

金屬鑄造缺陷的原因

熱點是由於冷卻不當造成的

措施

1. 正確的冷卻習慣
2. 考慮改變金屬的化學成分

金屬到達模具內部時的過冷溫度會導致澆鑄金屬的所有缺陷。即使金屬一開始是以正確的溫度澆注，只要在金屬溫度不夠時進行澆注，也會造成這些問題。之後，故障的澆注機構可能會導致金屬在進入模具之前過度冷卻。另外，模具零件也可能過薄，造成瑕疵。

1.冷閉鑄造缺陷

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表面瑕疵是一種冷閉鑄件缺陷。您會發現鑄件表面有圓邊的線條或裂縫。當兩股熔融金屬流在低於熔點的溫度下相遇時，它們不會熔化凝固而產生冷閉鑄件缺陷。因此，看起來像是有圓邊的裂縫。鑄件的缺陷可以用肉眼觀察到。

壓鑄缺陷的原因

1. 澆注系統不佳
2. 熔解溫度低
3. 缺乏流動性

措施

1. 優化澆注系統
2. 適當的傾倒溫度
3. 改善模具的透氣性

2. 澆不足

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當熔融金屬在填滿模腔前硬化，在鑄件上留下缺口時，就會發生誤澆。模腔未完全填滿液態金屬。

鑄造和鑄造缺陷的原因

1. 熔融金屬的流動性較低。
2. 熔融金屬的流動性在低溫下會降低。
3. 澆注系統不足，截面太薄

措施

1. 優化模具設計和門控系統設計
2. 增加金屬流
3. 避免截面太薄。

3.夾渣

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澆注液體時的飛濺會導致固體小球的形成。這些顆粒會在鑄件結凍時夾住鑄件。冷丸通常呈球形、水滴形或珍珠形，並分散在整個金屬中。鐵渣和鼠尾紋關係密切，它們經常一起出現。通常，除去結皮就能看到下面的鼠尾。

鑄造和鑄造缺陷的原因

當含有顆粒的熔融金屬倒入模腔並凝固時，便會產生結渣現象。

措施

1. 在真空或惰性氣氛中使用助焊劑熔化金屬
2. 使用特殊的湯匙從底部倒入金屬
3. 在澆注系統中添加陶瓷過濾器

鑄件形狀的瑕疵會造成位移或飛邊。由於形狀瑕疵通常需要重新調整現有模具，因此最容易修復。

1.位移/錯位

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當獨立的鑄件部分錯位時，通常是水平錯位，就會發生錯位，也稱為偏移。模具的頂部和底部不對齊，造成模具位移。模具位移最常表現為水平位移。如果發生垂直位移，則是型芯而非模具不對齊。

鑄造和鑄造缺陷的原因

1. 在模具準備過程中，您沒有正確對齊上下組件。
2. 沙盤錯位
3. 在電阻上安裝上蓋時沒有注意細節，導致錯位

措施

如果有偏移，請檢查配板圖案的安裝和對齊。確保您使用正確的成型盒和合模釘來完成工作。

2.飛邊

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飛邊是最普遍的鑄件缺陷之一。鑄件邊緣、毛邊和飛邊都是飛邊的術語。飛邊是鑄件上附著的額外材料，通常以片狀形式出現在模具部分的交接處。重熔並產生渣滓的廢料稱為飛邊。

鑄件缺陷原因

型芯表面的裂縫或孔洞會在鑄件表面產生飛邊。縫隙可能是由於模具重量不足或砂箱鎖模不良所造成。

措施

我們可以透過重新組裝模具和型芯來解決這個問題。模具頂部應該有足夠的重量，這樣兩個部分才能緊密地配合在一起。
飛邊的範圍從輕微到非常嚴重。如果不是很嚴重，製造商可以用榔頭或鉗子將飛邊擊碎，然後用銼刀銼到分離線上，從而去除飛邊。但是，這可能是一個昂貴的過程。

3.翹曲

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翹曲是在凝固過程中或凝固後發生的鑄件缺陷。

鑄件缺陷原因

其他區域不同的凝固速率經常造成翹曲。鄰近的牆壁因此而受到應力。翹曲更可能發生在大而平的部分。

措施

鑄鐵零件可受益於正火熱處理，以消除殘留張力。鋁鑄件可能需要在淬火與熟化作業之間進行校直。

4.蜂巢狀或海綿狀

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這是一種外觀缺陷，金屬鑄件上的多個小空洞緊緊相連。

鑄件缺陷原因

1. 在熔融金屬的懸浮液中，機械固定的碎屑和表皮薄片會產生它。
2. 杓子撇渣不當是造成這種情況的原因。

措施

1. 阻止污垢和薄片進入熔融金屬。
2. 避免沖砂。
3. 適當地在鋼包中撇渣，以清除熔融金屬中的渣屑。

鑄造品質管理需要徹底瞭解鑄造缺陷及其原因。為了幫助您的供應商瞭解您的品質標準，您應該在生產前建立特定的瑕疵公差和品質期望。
缺陷公差因產品和鑄件問題類型而異。確定您對這些鑄件缺陷的公差，將有助於您的供應商了解您的期望，避免日後的誤解和品質困難。