球墨铸铁件表面缺陷清华大学于震宗引言球墨铸铁件的缺陷分为表面缺陷和内在缺陷两大类，后者即有关金属材质方面的缺陷，不属于本文范围内。本文内容重点是砂型铸件的表面缺陷，包括用湿型砂、水玻璃砂、树脂砂等砂型和砂芯生产的铸件。砂型球墨铸件的表面缺陷有多种，本文仅选择①粘砂，②砂孔和渣孔，③夹砂，④气孔，⑤胀砂、缩孔和缩松等缺陷进行讨论。有的缺陷如灰班虽然发生在铸件表面上，而产生原因完全属于材质方面，则不包括在本文内：一. 球墨铸件气孔缺陷气孔是最难分析其形成原因和最难找出防治方法的铸件缺陷。这是因为气孔的形成原因很多，从外观上又不易分清气孔是属于那种类型的。虽然采用扫描电镜和能谱等微观分析方法有助于估计气孔的产生原因，但是这些先进的技术都还处于研究阶段，大多数铸造工厂尚难在生产中利用。根据气孔发生机理，可分为裹入、侵入、析出和反应四类气孔。其中裹入气孔是浇注时金属液中裹带着空气泡，随着液流进入型腔中而产生的气孔缺陷。侵入气孔是铸件表面凝固成壳以前，砂型、砂芯等造型材料受热产生的气体侵入金属液中 ，形成气泡而产生的气孔球铁铸件最常遇到的气孔缺陷是反应气孔和析出气孔。以下将分别讨论：1.析出气孔金属液中溶解的原子态氢、氮气体元素，随金属温度下降而溶解度逐渐减小。下降至结晶温度或凝固温度时，溶解度突然变小，氢、氮以分子态气相析出形成气泡，使铸件产生气孔，称为析出气孔。生产铸铁的工厂中，最常见的析出气孔是使用树脂砂型和砂芯造成氨氮气孔，也有来自炉料和增碳剂的氮气孔。。① 氨氮酚醛树脂覆膜砂的硬化剂为乌洛托平(六亚甲基四胺(CH2)6N4)。铸铁件用热芯盒咲喃树脂含有尿素(CO(NH2)2)。硬化剂用含有尿素和 NH4Cl 的水溶液。冷芯盒和自硬砂用酚醛脲烷树脂的聚异氰酸酯组分中含有-RNCO 基团。上述树脂砂都含有多少不等的氨或胺，都是引起析出气孔的根源。所含氮不同于空气中的氮，大气中 78％是由氮组成，并不引起析出气孔缺陷。区别在于上述树脂的氮是“氨氮”。浇注时，树脂砂中粘结剂分解出 NH3，在高温下 NH3进一步分解出原子态的［N］和［H］。溶解在金属液中并向内扩散。随着金属液温度下降，溶解度也下降。凝固时溶解度突然变小，氢和氮以分子态析出成小气泡。两种气泡合称“氮气孔”。由于［N］在铁水中扩散较缓慢，气孔在远处少。除了一小部分露在铸件表面以外，大部分形成的气孔就位于表皮下面，经抛丸或初加工后显露出来，因此又称为“皮...
