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铸件起皱缺陷:识别、原因和预防

2026-09-19 11:02

一、什么是皱纹

起皱是铸件的一种特殊表面缺陷。它表现为铸件表面不规则的粗晶或脊状疤痕,通常伴有较深的网状沟槽。这种缺陷常见于含有易氧化元素(如铬、硅和锰)的薄壁合金钢铸件的上表面和垂直面上,也常见于厚壁球墨铸铁铸件的上表面、离心铸造球墨铸铁管的内壁以及截面变化剧烈的镁合金铸件的上表面。

Casting Wrinkling Defect

二、如何识别皱纹

现场识别主要依靠目视检查,这种缺陷很容易与其他表面缺陷区分开来。具有深网状沟槽的起皱是球墨铸铁和镁合金铸件特有的缺陷,可根据合金类型与普通起皱区分开来。


三、皱纹的形成机制

  1. 在镁处理球墨铸铁的过程中形成的化合物(氧化物、硫化物、硅酸盐等)以薄膜的形式分散在熔融金属中。它们在钢包中缓慢漂浮,在浇注过程中随熔融金属进入铸模,并上升到铸件的上表面。对于离心铸造,它们会积聚在铸件的内壁上。

  2. 镁合金极易氧化。若熔炼和浇注过程中缺乏有效防护,熔融金属表面会形成一层厚厚的氧化膜,并随熔融金属流入模腔。当模腔内的流道由宽变窄时,氧化膜会聚集在铸件表面,形成褶皱。

  3. 合金钢中易氧化元素在浇注和模具填充过程中会发生氧化。

  4. 一般起皱是由熔融金属粘度过高、浇注温度过低、浇注速度过慢、浇注过程中金属氧化、熔融金属与模壁反应产生的气体以及金属模具温度过低等原因造成的。


四、有效预防皱纹

  1. 采用优质原料熔炼球墨铸铁,降低原铁水中的硫、气体和夹杂物含量。在保证球化效果的前提下减少镁的添加量。调整铁水的碳含量和碳当量,适当提高球化温度,加强孕育处理,以降低铁水黏度,提高其流动性。采用排渣效果好的钢包。浇注前,让铁水在钢包中静置足够时间,使渣和夹杂物充分浮起。

  2. 在保护气氛下熔化并浇注镁合金,以防止熔融金属氧化。浇注位置和浇注系统的设计应确保熔融金属快速、平稳地充满模腔,并缩短填充路径。可采用真空吸铸工艺。

  3. 在还原性或中性气氛下浇铸含有易氧化元素的合金钢。

  4. 调整合金成分以提高流动性,适当提高浇注温度和浇注速度以避免浇注过程中金属氧化。优化砂型和涂层成分以防止模壁与熔融金属发生化学反应。保持熔融金属在钢包中足够长的静置时间并加强夹渣。适当提高金属模铸造的金属模温度。

  5. 在浇注系统中安装过滤器和捕渣器,以拦截炉渣和氧化膜。


起皱缺陷主要由氧化膜和熔渣的堆积以及熔融金属流动性不足引起。不同材料铸件的起皱形成机制各不相同。通过原材料控制、熔体保护、浇注系统优化和工艺参数调整,可以有效减少起皱缺陷,稳定铸件表面质量。

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