球墨铸铁生产过程中，夹渣缺陷是常见问题之一，主要表现为铸件表面或内部存在非金属夹杂物（如MgO、SiO₂、硫化物等），严重影响铸件的力学性能和外观质量。让我们先从成因开始分析。

一、夹渣缺陷的主要成因

  1. 熔炼与球化处理阶段炉渣残留：熔炼时未彻底扒渣，导致炉渣混入铁液。球化反应产物：球化剂（如Mg）与铁液中的O、S反应生成MgO、MgS等夹渣。孕育剂残留：硅系孕育剂未完全溶解，形成SiO₂夹杂。
  2. 浇注与凝固阶段浇注系统设计不合理：铁液流速过快或紊流，导致渣粒卷入铸件。挡渣效果差：浇包或浇口杯未有效挡渣。凝固速度慢：厚大件凝固时间长，渣粒上浮不充分。

二、系统性解决方案1. 熔炼与球化工艺优化

  • 严格扒渣：熔炼后、球化前彻底清除炉渣，球化处理后静置2-3分钟使渣上浮。
  • 控制球化剂加入量：避免过量Mg（通常0.03%~0.06%残留Mg），减少MgO生成。
  • 选用低硫生铁：原铁液硫含量控制在0.02%以下，降低MgS夹渣风险。
2. 浇注系统改进
  • 采用底注式浇注：减少铁液紊流，避免渣粒卷入（如采用茶壶包浇注）。
  • 增设过滤网：在横浇道或内浇口放置陶瓷过滤网（孔径1-2mm），拦截微小夹渣。
  • 增大集渣包：在浇注系统末端设计集渣冒口，收集上浮渣滓。
3. 铸造工艺调整
  • 提高浇注温度：适当提高铁液温度（≥1380℃），促进渣粒上浮。
  • 优化冒口设计：厚壁部位设置保温冒口，延长渣粒上浮时间。
  • 快速凝固：通过冷铁或局部激冷，缩短凝固时间，减少夹渣滞留。
4. 检测与过程控制
  • 炉前检测：采用光谱仪监控铁液成分（S、O含量）。
  • 超声波探伤：对关键铸件进行无损检测，定位夹渣缺陷。
  • 工艺标准化：建立熔炼-浇注-凝固全流程作业规范。

三、总结

解决夹渣缺陷需多环节协同控制：

  • 源头减少渣源（低硫铁液、精准球化）；
  • 过程拦截渣粒（过滤网、集渣包）；
  • 末端促进排渣（高温浇注、优化凝固）。通过系统优化，可显著提升球墨铸铁件的洁净度和可靠性。