铸造企业在生产过程中，难免遇到缩孔、气泡、偏析等铸件缺陷，造成铸件成品率低，重新回炉生产又面临着大量的人力、电能的消耗。如何减少铸件缺陷是铸造人士一直关心的问题。

对于减少铸件缺陷问题，来自英国伯明翰大学的教授John Campbell，John Campbell可谓是身经百战，对减少铸件缺陷有着独到的见解。早在2001年，中国科学院金属研究所研究员李殿中，开展热加工过程组织模拟与工艺设计，就是在John Campbell教授的指导下完成的。一份由铸造大师John Campbell 提出的减少铸件缺陷的十大准则，希望对铸造行业的同仁们有所帮助。

1、好铸件从高质量熔炼开始

一旦要开始浇注铸件，先要准备、检查并处理好熔炼工艺。如果有要求，可采用能够接受的低标准。然而，更好的选择是：准备并采用接近于零缺陷的熔炼方案。

2、避免自由液面上产生湍流夹杂

这就要求避免前端自由液面（弯月面）流速过高。对于大部分金属来说，大流速控制在0.5m/s。对于封闭式浇注系统或薄壁件，大流速会适当增加。这个要求也意味着金属液的下落高度不能超过“静滴”高度的临界值。

3、避免金属液中表面凝壳的层流夹杂

这就要求在整个充型过程，不要出现任何金属液流的前端提前停止流动。充型前期的金属液弯月面必须保持可运动状态，不受表面凝壳增厚的影响，而这些凝壳会成为铸件一部分。要想获得这种效果，金属液前端可以设计成连续扩展的。实际中，只有底注“上坡”能实现连续不断的上升过程。（如重力铸造中，从直浇道底部开始向上流）。这就意味着：

底注式浇注系统；

不要有“下坡”形式的金属液落下或滑落；

不要出现大面积的水平流动；

不要出现由于倾倒或瀑布式流动而产生金属液前端流动停止。

4、避免裹气（产生气泡）

避免浇注系统裹气而产生的气泡进入型腔。可以通过以下方式达到：

合理设计阶梯型浇口杯；

合理设计直浇道，快速充满；

合理使用“水坝”；

避免采用“井式”或其他开放式浇注系统；

采用小截面横浇道或在直浇道于横浇道连接处附近使用陶瓷过滤片；

使用除气装置；

浇注过程无中断。

5、避免砂芯气孔

避免砂芯或砂型产生的气泡进入型腔金属液中。砂芯必须保证非常低的含气量，或者采用适当的排气以阻止砂芯气孔产生。除非能保证完全干透，否则不能用黏土基砂芯或模具修复胶。

6、避免缩孔

由于对流影响及不稳定的压力梯度，厚大截面的铸件是无法实现向上补缩。所以要遵循所有的补缩规律来保证良好的补缩设计，采用计算机模拟技术进行验证，实际浇注样件。控制砂型和砂芯连接处的飞边水平；控制铸型涂料厚度（如果有的话）；控制合金及铸型温度。

7、避免对流

对流危害与凝固时间有关。薄壁和厚壁铸件都能不受对流危害影响。而对于中等壁厚铸件：通过铸件结构或工艺来降低对流危害；

避免向上补缩；

浇满后翻转。

8、减少偏析

预防偏析并控制在标准范围内，或客户允许的成分超限区域。如果可能，尽量避免通道偏析。

9、减少残余应力

轻合金固溶处理后不要进行水（冷水或热水）介质淬火。如果铸件应力看起来不大，可采用聚合物淬火介质或强制空气淬火。

10、给定基准点

所有的铸件都必须给定用于尺寸检查和加工的定位基准点。

南京麒麟科学仪器集团有限公司

检测中心

2021.05.15