1．铸铁件表面皱皮(积碳)

铸件表面呈现出的皱皮缺陷，其形态各异，包括波纹状、滴瘤状、冷隔状、渣状或夹气夹杂状等。这些皱皮的厚度不一，从1至0mm，甚至可能超过10mm，严重影响了铸件的质量，甚至导致铸件报废。这种缺陷通常出现在铁液之后流到的部位或液流的“冷端”部位，例如大件出现在上部，而小件则可能出现在侧面或铸件的死角部位。

皱皮的产生与浇注系统（顶注、底注、侧注、阶梯注）的设计密切相关。当铁液以1350-1420℃的高温注入型腔时，EPS或STMMA料模会急剧分解，形成气隙。同时，液相成分则由苯、甲苯、乙烯和璃态聚苯乙烯等液态烃基组成，而固相则主要是由聚苯乙烯热解形成的光亮碳和焦油状残留物构成。

由于固相中的光亮碳与气相、液相之间的相互作用，会产生一种粘稠的沥青状液体。这种液体在涂层内侧残留，一部分被涂层吸收，另一部分则与铸件之间的薄膜形成光亮碳沉积。这种密度较低的光碳与铁液的润湿性较差，因此会在铸件表面形成碳沉积，即皱皮缺陷。

A．影响因素

(1) 浇注系统的影响：浇注系统对铁液的充型流动场和温度场有着显著的影响，从而直接决定了EPS(EPMMA,STMMA)模料的热解产物及其流向。增加直、横、内浇道的截面积会导致模料量增多，进而容易产生皱皮。相比之下，顶注方式相较于底注方式出现皱皮的几率比较低，顶部冒口的设计则有助于取消皱皮。

(2) 铸件结构的影响：铸件的体积与表面积之比（即模数）越小，越有利于模型热解产物的排出，从而降低了皱皮缺陷的产生倾向。

(3) 浇注温度的影响：随着浇注温度的提升，模料的热解更加透彻，气相产物的比例增加，而液、固相产物减少，这有助于减少或取消皱皮现象。

(4) 涂料层及型砂透气性的影响：涂层及型砂的透气性越高，越有利于模型热解产物的排出，进而减少了皱皮的形成。因此，采用薄涂层、粗涂料骨料以及粗型砂粒度都有助于提高透气性并减少皱皮的出现。

(6) 负压度的影响：实践证明，随着铸型负压度的提高，皱皮缺陷会逐渐减少或取消。这是因为负压度越高，充型速度越快，浇注时间缩短，使得低粘度的液相产物来不及转变为高粘度液相分解产物，从而减少了光亮碳的出现。同时，负压度也有利于模样热解产物通过涂料层进入砂层，进一步减少了皱皮的形成。

B．防止措施：

(1) 浇注系统应细致设计，确认铁液能平稳、平衡且速度适宜地充满铸型。这样，泡沫塑料残渣和气体就能顺利逸出型腔，或者被吸入涂层和干砂的空隙中。同时，还应尽量减少浇注过程中的热量损耗，以推进模料的速度适宜气化。虽然顶注和侧注方式不易产生皱皮，但可能会卷入模样分解后的残留物，导致内部富碳缺陷。相比之下，底注方式能减少这种内部缺陷，但容易在铸件顶部，特别是厚大部分造成皱皮。对于小铸件，适宜采用顶注方式；而对于大件，则应采用阶梯式侧注，并确认内浇道由下为本逐层进铁。此外，在铸件优品或残余物挤至死角处设置集渣冒口，或加大切除量，可以集中去除皱皮。

(2) 通过提高浇注温度和速度，铁液将获得足够的热量来气化模料，从而减少其分解物中的固相、液相及玻璃态成分。建议的铁液浇注温度比砂型铸造高30-80℃，或较高些，对于负压干砂消失模铸造，适宜的温度范围是1420~1480℃。在浇注过程中，应注意控制铁液流股的形态，使其由细变粗，再变细。收包时，要确认冒口深受补浇。

(3) 合理地调控负压度至关重要。由于负压缺氧环境，浇注时模料主要发生气化而非燃烧，从而显著降低发气量。例如，104g泡沫塑料模在空气中1000℃燃烧时生成1000L气体，而在缺氧条件下仅产生100L气体。此外，气体产物能及时通过干砂型被抽走，降低铁液与模样之间的间隙压力，进而加快铁液充型速度，推进模样分解。

(4) 提升涂层的透气性也是关键环节。涂料的透气性受到涂料中耐火材料粒度、配比以及涂层厚度的影响。理想的涂料涂层在5~0mm厚度时已具有足够强度并具备良好的透气性。过厚的涂层会降低透气性，阻碍逸气通道，可能导致气孔和皱皮等缺陷的产生。同时，应注意避免在球墨铸铁件涂料中加入有机(以实际报告为主)物以提高透气性，因为这可能会增加C,H2的含量，反而容易引发气孔或皱皮问题。

(5) 影响皱皮缺陷的因素是多方面的，但核心在于推进泡沫塑料模的气化。为确认无皱皮的较高质量消失模浇注铸铁件，需综合考虑各因素并制定佳工艺。

气孔

浇注过程中产生的紊流或顶注、侧注情况下部分模样被金属液体包围后裂解所产生的气体无法排出时，会形成大而多的气孔，且内表面有碳黑。为防止此类问题，应改进工艺以确认铁液平稳充型；同时提高浇注温度和负压度（如因紊流引起气孔，则降低负压度）；并注意提高涂层和型砂的透气性。此外，模样中的水分、涂层干燥不良或发泡剂含量过高也会引发气孔问题，因此需确认模型干燥、涂层干透以防止此类气孔的产生。
(1) 模样粘合剂过多导致的气孔问题。为防止此现象，应选用低发气量的模型粘结剂，并尽量减少粘胶量，确认在牢固粘合的前提下使用至少的粘胶。
(2) 浇注过程中卷入空气形成的气孔。这种情况通常发生在浇注直道不充满时，空气被卷入且无法及时排出。为解决此问题，建议采用封闭式浇注系统，并确认浇口杯内始终保持确定量的金属液，以使直浇道处始终处于充满状态。同时，使用空心的直浇道模也有助于减少发气，从而预防气孔的产生。

铸件尺寸超差、变形及其预防措施

铸件尺寸超差和变形的问题受到多种因素的影响，包括铸件自身的结构、形状和大小，重量的分布情况，以及制模、造型和浇注等工艺流程。在这些因素中，组模和造型过程对尺寸精度的影响比较显著。

A. 泡沫塑料模的制作工艺对铸件尺寸精度的影响
模具的尺寸精度直接决定了铸件的尺寸精度。因此，在选择收缩率、确定型腔尺寸以及精整和抛光模具型腔和镶嵌件时，都需要非常谨慎。此外，正确的取模方法和方向也是防止铸件变形的重要环节。
(1) 模料与制模工艺的考量。模样成形后的冷却程度对其尺寸稳定性至关重要。为确认尺寸稳定，应在取模前让模样充分冷却，以终止发泡。

B. 造型对铸件尺寸精度的影响
(1) 震实方式的选择。根据铸件的不同形状，应选择适当的加砂方式和震实方法，以确认砂型紧实均匀，从而保护尺寸精度。
(2) 涂料涂层的影响。涂料涂层的厚度直接影响模样的尺寸，同时还能增强模样的表面强度和抗冲击性能，防止造型过程中的模样变形。因此，在选择涂料时，应考虑其透气性能和足够的强度，同时确认涂料与铸件金属液和干砂性质相匹配，涂挂操作工艺合理。