对于电机铸件的气孔原理及消声方式探讨

1 造型采用目前电机行业普遍采用的首批生产的铸件经机加工后，发现内壁处存在大

量的小气孔，孔内壁较光洁，有些地方还呈蜂窝状，即发生了大家常说的皮下气孔，术语
称为反应性气孔。电机铸件出现这种气孔就报废，废品率高达

30% 40%，给公司造成很大

的经济损失。为此，公司进行了专题研究。
　　

2 反应性气孔的形态特征

　　反应性气孔是铸铁件较为常见的一种缺陷，是指金属液与铸型之间或在金属液内部发
生了化学反应所产生的气孔。其中第一类反应性气孔是金属液铸型间的反应性气孔。通常分
布在铸件表皮下

1 3mm 处，有时只在一层氧化皮下面，表面经过机加工或清理后，才暴露

出来。该类气孔或呈球形或呈犁形，孔径约为

1 3mm；有的呈细长形，长度可达 7 10mm，

大多垂直于铸件表面。
　　

3 反应性气孔的形成机理

　　关于反应性气孔的形成机理，国内外对此进行了许多研究，但到目前为止仍是众说纷
纭，尚未形成统一的认识。主要观点有氢气说（

 H 2 O 核心氢气泡） ，氮气说和一氧化碳

说（

 CO 核心 H 2、N 2 气泡）等等。对此，笔者对各学派学说进行了综合分析比较，并结合

我国铸造行业及电机行业铸件生产的具体实践和特点，在此论述一下反应性气孔的形成机
理，为进一步提出有效防止措施提供依据。
　　

3. 1 金属液铸型界面气相反应

　　

3. 2 金属液内部铁渣反应及元素间的化学反应

　　高温金属液中，富集的碳（优先析出的石墨）与溶渣内含有的自由

FeO 将发生反应，

产生

CO 气体。这种 CO 气体，难以排除，便形成了反应性气孔：FeO+ < C> + CO %（ 10）

另外，铁液中各元素之间也会发生反应，当铁液氧化严重时，溶解的氧与铁液中的碳相遇
会发生反应，与溶解的氢相遇将发生反应，产生

CO 和 H 2 O 气泡并沸腾，形成反应性气

孔。
　　

3. 3 反应性气孔的形成原因

　　经上述分析可知，反应性气孔中的气体的主要成分为

H 2、CO 和 CO 2。其形成的原因

比较复杂，在此，笔者结合生产实际，认为形成原因主要有以下几点。
　　（

 1）铁液浇注温度低浇注温度低，则铁液凝固快，反应所形成的气体还未来得及逸

出，便已凝固其中形成气孔。另外，从流体力学的角度看，高温金属液接近液体，粘度小，
传递压力能力强。而低温铁液实际上是属于半流体，粘度大，传递压力能力低，即使压头很
大，但实际金属液中压力并不大，使得气体容易侵入，而不易上浮排出。还有一点，铁液浇
注温度低，则铁液中溶渣不易上浮和排除，导致浇入铸型的铁液溶渣较多。
　　（

 2）铸型水分含量高和透气性低水分含量高，则 H 2 O 蒸气量大，这是 H 2 气体的主

要来源。铸型透气性低，则这些气体难以排出，易形成反应性气孔。
　　（

 3）金属液气体含量高金属液中，本身气体含量高（包括溶解于铁液中氧与氢等，

这是反应性气孔中

H 2 O、CO、CO 2 的来源之一） ，这些气体若在凝固前难以逸出，必将

产生气孔。
　　（

 4）铁液氧化严重铁液氧化严重，则易生成氧化物，使氧溶解，发生（ 1） （ 4）化

学反应，并易与

C 发生（ 10）与（ 11）反应，形成 CO 气体等。

　　（

 5）铁液中元素 S 和 Mn 含量高铁液中 S 和 Mn 元素含量高时， S 以 FeS 存在于铁液

中，并与铁液中的

Mn 反应生成 MnS.MnS 溶于氧化渣并降低其熔点成液态，从而使渣中自

由

FeO 能与石墨（成分为 C）充分接触，发生（ 10）反应，产生 CO 气体。

　　（

 6）孕育剂未充分预热粒状孕育剂若不经充分烘烤预热，将附有大量水气及其它冷