1．鑄鐵件表面皺皮(積碳)

鑄件表面呈現(xiàn)出的皺皮缺陷，其形態(tài)各異，包括波紋狀、滴瘤狀、冷隔狀、渣狀或夾氣夾雜狀等。這些皺皮的厚度不一，從1至0mm，甚至可能超過10mm，嚴(yán)重影響了鑄件的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致鑄件報廢。這種缺陷通常出現(xiàn)在鐵液之后流到的部位或液流的“冷端”部位，例如大件出現(xiàn)在上部，而小件則可能出現(xiàn)在側(cè)面或鑄件的死角部位。

皺皮的產(chǎn)生與澆注系統(tǒng)（頂注、底注、側(cè)注、階梯注）的設(shè)計密切相關(guān)。當(dāng)鐵液以1350-1420℃的高溫注入型腔時，EPS或STMMA料模會急劇分解，形成氣隙。同時，液相成分則由苯、甲苯、乙烯和璃態(tài)聚苯乙烯等液態(tài)烴基組成，而固相則主要是由聚苯乙烯熱解形成的光亮碳和焦油狀殘留物構(gòu)成。

由于固相中的光亮碳與氣相、液相之間的相互作用，會產(chǎn)生一種粘稠的瀝青狀液體。這種液體在涂層內(nèi)側(cè)殘留，一部分被涂層吸收，另一部分則與鑄件之間的薄膜形成光亮碳沉積。這種密度較低的光碳與鐵液的潤濕性較差，因此會在鑄件表面形成碳沉積，即皺皮缺陷。

A．影響因素

(1) 澆注系統(tǒng)的影響：澆注系統(tǒng)對鐵液的充型流動場和溫度場有著顯著的影響，從而直接決定了EPS(EPMMA,STMMA)模料的熱解產(chǎn)物及其流向。增加直、橫、內(nèi)澆道的截面積會導(dǎo)致模料量增多，進(jìn)而容易產(chǎn)生皺皮。相比之下，頂注方式相較于底注方式出現(xiàn)皺皮的幾率比較低，頂部冒口的設(shè)計則有助于取消皺皮。

(2) 鑄件結(jié)構(gòu)的影響：鑄件的體積與表面積之比（即模數(shù)）越小，越有利于模型熱解產(chǎn)物的排出，從而降低了皺皮缺陷的產(chǎn)生傾向。

(3) 澆注溫度的影響：隨著澆注溫度的提升，模料的熱解加透徹，氣相產(chǎn)物的比例增加，而液、固相產(chǎn)物減少，這有助于減少或取消皺皮現(xiàn)象。

(4) 涂料層及型砂透氣性的影響：涂層及型砂的透氣性越高，越有利于模型熱解產(chǎn)物的排出，進(jìn)而減少了皺皮的形成。因此，采用薄涂層、粗涂料骨料以及粗型砂粒度都有助于提高透氣性并減少皺皮的出現(xiàn)。

(6) 負(fù)壓度的影響：實踐證明，隨著鑄型負(fù)壓度的提高，皺皮缺陷會逐漸減少或取消。這是因為負(fù)壓度越高，充型速度越快，澆注時間縮短，使得低粘度的液相產(chǎn)物來不及轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒扯纫合喾纸猱a(chǎn)物，從而減少了光亮碳的出現(xiàn)。同時，負(fù)壓度也有利于模樣熱解產(chǎn)物通過涂料層進(jìn)入砂層，進(jìn)一步減少了皺皮的形成。

B．防止措施：

(1) 澆注系統(tǒng)應(yīng)細(xì)致設(shè)計，確認(rèn)鐵液能平穩(wěn)、平衡且速度適宜地充滿鑄型。這樣，泡沫塑料殘渣和氣體就能順利逸出型腔，或者被吸入涂層和干砂的空隙中。同時，還應(yīng)盡量減少澆注過程中的熱量損耗，以推進(jìn)模料的速度適宜氣化。雖然頂注和側(cè)注方式不易產(chǎn)生皺皮，但可能會卷入模樣分解后的殘留物，導(dǎo)致內(nèi)部富碳缺陷。相比之下，底注方式能減少這種內(nèi)部缺陷，但容易在鑄件頂部，特別是厚大部分造成皺皮。對于小鑄件，適宜采用頂注方式；而對于大件，則應(yīng)采用階梯式側(cè)注，并確認(rèn)內(nèi)澆道由下為本逐層進(jìn)鐵。此外，在鑄件優(yōu)品或殘余物擠至死角處設(shè)置集渣冒口，或加大切除量，可以集中去除皺皮。

(2) 通過提高澆注溫度和速度，鐵液將獲得足夠的熱量來氣化模料，從而減少其分解物中的固相、液相及玻璃態(tài)成分。建議的鐵液澆注溫度比砂型鑄造高30-80℃，或較高些，對于負(fù)壓干砂消失模鑄造，適宜的溫度范圍是1420~1480℃。在澆注過程中，應(yīng)注意控制鐵液流股的形態(tài)，使其由細(xì)變粗，再變細(xì)。收包時，要確認(rèn)冒口深受補(bǔ)澆。

(3) 合理地調(diào)控負(fù)壓度至關(guān)重要。由于負(fù)壓缺氧環(huán)境，澆注時模料主要發(fā)生氣化而非燃燒，從而顯著降低發(fā)氣量。例如，104g泡沫塑料模在空氣中1000℃燃燒時生成1000L氣體，而在缺氧條件下僅產(chǎn)生100L氣體。此外，氣體產(chǎn)物能及時通過干砂型被抽走，降低鐵液與模樣之間的間隙壓力，進(jìn)而加快鐵液充型速度，推進(jìn)模樣分解。

(4) 提升涂層的透氣性也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。涂料的透氣性受到涂料中耐火材料粒度、配比以及涂層厚度的影響。理想的涂料涂層在5~0mm厚度時已具有足夠強(qiáng)度并具備良好的透氣性。過厚的涂層會降低透氣性，阻礙逸氣通道，可能導(dǎo)致氣孔和皺皮等缺陷的產(chǎn)生。同時，應(yīng)注意避免在球墨鑄鐵件涂料中加入(以實際報告為主)物以提高透氣性，因為這可能會增加C,H2的含量，反而容易引發(fā)氣孔或皺皮問題。

(5) 影響皺皮缺陷的因素是多方面的，但核心在于推進(jìn)泡沫塑料模的氣化。為確認(rèn)無皺皮的較消失模澆注鑄鐵件，需綜合考慮各因素并制定佳工藝。

氣孔

澆注過程中產(chǎn)生的紊流或頂注、側(cè)注情況下部分模樣被金屬液體包圍后裂解所產(chǎn)生的氣體無法排出時，會形成大而多的氣孔，且內(nèi)表面有碳黑。為防止此類問題，應(yīng)改進(jìn)工藝以確認(rèn)鐵液平穩(wěn)充型；同時提高澆注溫度和負(fù)壓度（如因紊流引起氣孔，則降低負(fù)壓度）；并注意提高涂層和型砂的透氣性。此外，模樣中的水分、涂層干燥不良或發(fā)泡劑含量過高也會引發(fā)氣孔問題，因此需確認(rèn)模型干燥、涂層干透以防止此類氣孔的產(chǎn)生。
(1) 模樣粘合劑過多導(dǎo)致的氣孔問題。為防止此現(xiàn)象，應(yīng)選用低發(fā)氣量的模型粘結(jié)劑，并盡量減少粘膠量，確認(rèn)在牢固粘合的前提下使用至少的粘膠。
(2) 澆注過程中卷入空氣形成的氣孔。這種情況通常發(fā)生在澆注直道不充滿時，空氣被卷入且無法及時排出。為解決此問題，建議采用封閉式澆注系統(tǒng)，并確認(rèn)澆口杯內(nèi)始終保持確定量的金屬液，以使直澆道處始終處于充滿狀態(tài)。同時，使用空心的直澆道模也有助于減少發(fā)氣，從而預(yù)防氣孔的產(chǎn)生。

鑄件尺寸超差、變形及其預(yù)防措施

鑄件尺寸超差和變形的問題受到多種因素的影響，包括鑄件自身的結(jié)構(gòu)、形狀和大小，重量的分布情況，以及制模、造型和澆注等工藝流程。在這些因素中，組模和造型過程對尺寸精度的影響比較顯著。

A. 泡沫塑料模的制作工藝對鑄件尺寸精度的影響
模具的尺寸精度直接決定了鑄件的尺寸精度。因此，在選擇收縮率、確定型腔尺寸以及精整和拋光模具型腔和鑲嵌件時，都需要非常謹(jǐn)慎。此外，正確的取模方法和方向也是防止鑄件變形的重要環(huán)節(jié)。
(1) 模料與制模工藝的考量。模樣成形后的冷卻程度對其尺寸穩(wěn)定性至關(guān)重要。為確認(rèn)尺寸穩(wěn)定，應(yīng)在取模前讓模樣充分冷卻，以終止發(fā)泡。

B. 造型對鑄件尺寸精度的影響
(1) 震實方式的選擇。根據(jù)鑄件的不同形狀，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)募由胺绞胶驼饘嵎椒?，以確認(rèn)砂型緊實均勻，從而保護(hù)尺寸精度。
(2) 涂料涂層的影響。涂料涂層的厚度直接影響模樣的尺寸，同時還能增強(qiáng)模樣的表面強(qiáng)度和抗沖擊性能，防止造型過程中的模樣變形。因此，在選擇涂料時，應(yīng)考慮其透氣性能和足夠的強(qiáng)度，同時確認(rèn)涂料與鑄件金屬液和干砂性質(zhì)相匹配，涂掛操作工藝合理。