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铸件缺陷与预防

铁型覆砂灰铸铁件氮气孔缺陷分析与改善措施

刘海洋

（山西汤荣机械制造股份有限公司，山西侯马043013）

摘要：针对铁型覆砂铸造工艺生产灰铸铁件时产生的氮气孔缺陷，通过使用EDS能谱仪对氮气孔缺陷

进行定性和定量分析，并结合铸件生产工艺对氮气孔的形成原因进行分析，通过在原材料上更换覆膜砂、提

高新砂加入量、分开管理壳型线和铁型线回用砂，生产工艺上采取增加排气塞和提高铁型温度、固化时间、

浇注温度等措施降低缺陷风险。改进后的工艺连续生产超过10万件产品，未再出现氮气孔缺陷。

关键词：铁型覆砂；灰铸铁；制动鼓；氮气孔缺陷

中图分类号：TG25文献标识码：B文章编号：16733320202401005404

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铁型覆砂铸造工艺生产的汽车制动鼓铸件克服了传

1铸造工艺过程

统铸造工艺的缺点，充分利用了铁型覆砂快速冷却工艺

特点，铸件组织致密、力学性能高，铸件冷却、凝固条1.1熔炼与造型工艺

件好，产品无内部缺陷[1]，尤其是对汽车制动鼓这类在铸造生产采用中频感应电炉，使用回炉料、废

使用过程中有耐磨性、导热性要求的产品，可以实现高钢加增碳剂合成铸铁熔炼方式[2]，废钢加入比例为

碳、高强度、高硬度，能够提高制动鼓产品的使用寿命。60%~70%，其余为回炉料，回炉料包括浇冒口、机加

某铁型覆砂工艺所生产的汽车制动鼓产品出现了批量外铁屑及废品。增碳剂使用石墨化增碳剂，固定C（质

圆铸造缺陷，缺陷主要集中在制动鼓产品大外圆上部拐量分数）大于98%、ω（S）≤0.5%，灰分≤2%，挥

角处，一般机加工1~2mm后会显露，严重时在毛坯上发分≤1%，粒度1~5mm。炉料加入顺序按炉底加入

会有明显的孔洞，在产品外圆一圈呈无规律的密集、连50%回炉料（铁屑）后加70%增碳剂再加废钢，在加

续状分布，如图1所示，缺陷发生部位呈圆周方向分布。废钢过程中将剩余30%增碳剂分2次加入炉内，为提

高增碳剂吸收率在加料过程中增碳剂分3次加入[3]，这

样会保证电炉供电后炉底很快形成高碳熔池，使废钢

因表面增碳而降低熔点，起到助熔作用[4]。铁液熔炼温

度1500~1530℃，在1530~1550℃时进行高温静置

5min并反复扒渣[5]。铁液出炉温度1490~1530℃，出

（a）缺陷部位示意图铁时使用75#硅铁进行孕育处理，末件浇注温度不低于

1360℃，整包浇注时间不超过15min。

旧砂采用再生的覆膜砂，新砂采用内蒙古通辽砂，

粒度70~140目，新砂加入量5%~20%，其余为再生砂。

覆膜砂采用热法再生工艺，主要工艺流程包括：旧砂破