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铸铁件的泡沫缺陷(下)

《苏州兴业服务万里行》：国外铸造

球墨铸铁生产中的特殊性

泡沫状缺陷在球墨铸铁（GJS）生产中尤为常见。原因在于金属液所必需的球化处理。在球墨铸铁生产中，需要用添加镁来改变石墨的形态，使其形成球状石墨。然而，镁对氧和硫具有非常高的亲和力。因此，在处理过程中不可避免地会生成氧化镁（MgO）和硫化镁（MgS）等反应产物。

这些反应产物在金属液中形成非常粘韧的相。如果这些相被带入浇注过程中它们在后续的温度变化过程中凝固，并在铸件中显现为所谓的泡沫状缺陷。

特别是在球墨铸铁生产中，处理后尽可能短的静置时间对于限制所谓的"衰退"（镁与空气中氧气的持续反应）至关重要。此外，后续的工艺步骤也扮演着重要角色，其中包括有效的熔渣分离、尽可能平稳的金属液流向以及低紊流的浇注技术。

过滤器无法完全解决问题

许多浇注系统会使用陶瓷过滤器来阻挡非金属夹杂物。这一措施确实可以去除金属液中部分现有的熔渣和氧化物颗粒。然而，即便在使用了过滤器的浇注系统中，泡沫状缺陷有时仍会出现。原因在于氧化相并非仅仅在过滤器之前形成。如果金属液温度在过滤器之后才降至氧化相稳定极限以下，那么在那里可能会形成新的氧化相，或者先前仍具塑性的氧化皮部分会凝固。在这种情况下，夹杂物是在浇注系统的下游区域或型腔内部才形成的[3]。

对实践的意义

氧化相在任何铸铁金属液的表面都不可避免会产生。因此，关键与其说是完全避免它们，不如说是改变一些工艺过程对它们的可控处理。

具有充分过热的稳定金属液处理有助于重新溶解氧化相或延缓其稳定化。同时，浇注系统和内浇口的设计也起着重要作用。无压浇注系统的设计以及具有排渣功能的浇道或其他合适措施的使用，有助于减少紊流并尽可能早地将氧化相从金属液流中分离出去。

因此，在实践中，金属液表面可见的氧化皮或熔渣不应被视为正常的操作状态，而应视为一个警示，表明氧化相有可能被带入浇注过程。由此可见，在许多情况下，泡沫状缺陷是金属液状态、温度损失及充型之间相互作用的结果。