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鑄件晶粒粗大，從這6方面細節找找原因！
鑄件晶粒粗大，從這6方面細節找找原因！
1、鑄件結構和工藝設計
(1)鑄件截面差異過大，會因為較厚的截面冷卻緩慢而造成該處晶粒粗大。灰鑄鐵等對截面變化十分敏感的金屬，更容易產生此類缺陷。防止產生這類缺陷的有效方法是避免鑄件截面尺寸過分懸殊，但這種途徑有時是鑄造工作者所無能為力的。因而就鑄造本身言，可通過采取設置冷鐵、控制澆注溫度或通過選擇合適的澆汁系統來減少這類問題的發生，降低這類缺陷的嚴重程度。采用冷鐵可加快鑄件較厚截面的冷卻速度；澆注溫度過高，會使這類問題更為嚴重，應予以避免；通過調節、修正澆注系統設計，使溫度低的金屬熔液位于鑄件截面較厚的部位，并在鑄件的厚截面處設計*的冒口，以盡可能減小冒口的尺寸。
(2)對于帶孔鑄件，工藝設計人員有時沒有采用有助于減小有效截面尺寸的型芯，使未設芯的截面過厚而產生此缺陷，因此在工藝設計時，應盡可能在較厚的截面中設置砂芯。
(3)在某些情況下，鑄件截面并不太厚，但因某一較窄的凹陷部位或型芯在鑄件中形成熱匯截面，其結果和厚大截面一樣。例如．在鑄件較深部位的一個柱狀臍子處，可能需要設置型芯，而這樣就會造成冷卻緩慢。在不能設計進行修改的情況下，除非可以降低金屬溫度，或重新設置澆口，解決辦法是在型芯或鑄型截面處設置冷鐵。
(4)工藝設計時加工余量留得過大，不僅增加了切削加工的費用，還會把較致密的鑄件表層切削掉，并暴露出中心冷卻較慢的疏松部分。這種設計毫無可取之處，因為無論從鑄造還是從機械加工的角度來看都是不合理的，解決辦法是改變鑄件的設計。如果不允許更改設計，那么正確的方法則是采用冷鐵、控制澆注溫度及調整澆注系統。
(5)在厚截面處型芯設計不合適，型芯支撐不正確，或采用其他引起偏芯的技術，會造成鑄件截面的變化，從而引起晶粒粗大。
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2、澆冒口系統
(1)未能實現順序凝固
澆注系統未能很好地實現順序凝固，通常是造成晶粒粗大的原因。對于截面變化急劇的鑄件，必須充分注意內澆口的數量和位置。為了進行補縮，在冒口的作用區保持灼熱的熔融金屬，會使厚截面的冷卻速度降低到產生粗大晶粒的程度。冒口設計不當，如冒口頸過長，冒口墊設計不當，或冒口尺寸太大，都會在較厚截面處造成過多熱量的匯集。
(2)易于造成熱匯的澆冒口分布
同樣，為了對厚截面進行補縮，常會在局部區域造成過分的熱量匯集。例如，因為側冒口會造成厚截面的過熱并減緩冷卻速度，所以有時不便于在實際操作中使用。實際生產中需通過合理的冒口設計，盡可能減小冒口的尺寸。
(3)在內澆口或冒口與鑄件連接處造成局部熱節
內澆口或冒口頸部較短，對于補縮是有利的，但卻會使橫澆道或冒口太靠近鑄件，減緩了該部位的冷卻速度。而增大冒口頸部，又會給補縮帶來問題。因此措施是采取有效的冒口設計，盡可能減少冒口的尺寸，不使橫澆道和冒口過于接近易于形成粗大品粒的關鍵截面，恰當地設置橫澆道和冒口，以實現補縮。
(4)內澆口數量不足
內澆口數量太少，不僅易于造成沖砂，同時還會造成局部熱節和粗大晶粒組織。這種現象普遍存在于所有的鑄造金屬中，即使是澆注溫度較低的鋁合金也會出現這種情況。在某些情況下，因為澆口數量太少，會導致產生縮松缺陷。這種縮松缺陷可能會掩蓋由于同樣原因造成的晶粒粗大的缺陷。實際上，當晶粒粗大缺陷嚴重惡化時，就變成了一種縮松缺陷，因而對這兩種缺陷的防治措施，常常是相同的。
3、型砂
只有當型砂使型壁產生的位移足以導致增加臨界截面(易于形成粗大晶粒的截面)的截面尺寸時，型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一個因素。由于在厚截面處的型壁移動可能最大，所以這種缺陷還是有可能產生的，此時所產生的品粒粗大缺陷和脹砂有關。
4、制芯
生產中應避免采用未烘透或空氣硬化的油砂芯，因為這種型芯可能會產生放熱反應，從而造成熱量過分匯集。這種情況或出現于大型鑄件，或出現于采用具有放熱性能粘接劑的厚大型芯。從某種意義來說，這種型芯起著一種高效率的絕熱體的作用，并把金屬熔液的冷卻速度減緩到了危險的程度。
5、造型
(1)缺少能促使加快冷卻速度的通氣孔就較厚的鑄件截面來說，鑄件的冷卻速度與通過型砂散出熱量的速度有關。排氣充分會有助于水氣迅速排出，從而產生一種致冷的效應。
(2)未設置激冷釘或冷鐵這種情況通常是因為粗心疏忽所致。
6、化學成分
從本質上來說，晶粒粗大和金屬的化學成分與冷卻速度的配合有關，因此選擇這種配合是非常重要的。如果冷卻速度難以調節，那么粗晶組織必定是起因于金屬的化學成分不當。由于金屬成分的重要性，現將每一種金屬簡述如下。
(1)灰鑄鐵和可鍛鑄鐵
碳當量過高，碳和硅效應的數學計算，通常可以概括為：CE=C+1/3Si，晶粒粗大可能是因為碳過量或硅過量，或者碳硅過量所致。與硅相比，碳的效應相當其3倍，所以碳的做量變化，要比硅的同量變化危險得多。碳、硅的這種作用，既影響到可鍛鑄鐵，也影響到灰鑄鐵。對可鍛鑄鐵而言，晶粒粗大既不呈現為黑色，也不呈現出表示初生石墨的麻口，而是以一般的晶粒粗大的形式呈現，這是由于含碳或含硅量過高，或者二者均過高。磷也會對晶粒粗大產生影響。當wp=0.1％時，會加重縮孔缺陷，特別是在冷卻較緩慢的截面部位加重晶粒粗大缺陷的程度。
(2)鑄鋼
在鑄鋼的熔化和脫氧操作中，加入了一些會延緩晶粒長大的元素，因此和鍛鋼相比，鑄鋼不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品粒粗大的鑄鋼件，可通過退火或正火處理得到細化。
(3)鋁合金
鐵雜質會使鑄鋁件品粒粗大，脆性增加，這類缺陷多數是由于熔化操作不當所致。在鋁合金中，特別是那些要求過熱的鋁合金，加入適量的細化品粒合金元素是必要的。
(4)銅合金
銅合金中晶粒粗大的缺陷常被針孔、氣孔或縮松所掩蓋。銅合金因成分變化會造成品粒粗大，但通常總是先出現針孔、氣孔或縮松。