充填缺陷的防止措施优化方案

金属液充填铸型型腔时，充填得不完整，或金属液机械冲击或冲刷而导致铸型损坏所产生的铸件缺陷，称为充填缺陷。充填缺陷可分为：金属液流动缺陷、金属液机械致损缺陷两类。

1.金属液流动缺陷

流动缺陷是指金属液充填铸型型腔不完整造成的铸件缺陷。流动缺陷主要包括：冷隔、皱皮、浇不到、飞翅等。

（1）冷隔 冷隔呈“裂纹”状缝隙，但缝隙带有圆角的棱边，如图1-20所示。

图1-20 冷隔示意图

a）轻度冷隔 b）严重冷隔

产生冷隔的原因是：金属液流动能力弱浇注速度过慢，型腔内空气未驱赶尽。

防止措施为：提高浇注温度，增加金属液的流动性，改进浇注系统和排气能力。

（2）皱皮 铸件整个表面布满绵延不绝的皱纹，这种表面缺陷称为皱皮，如图1-21所示

合金中有易氧化的元素（如Mn、Si）且含量较高时（像硅锰低合金钢ZG20MnSi），极易形成皱皮。其形成过程为：在钢液的充型过程中，随着型腔内上升液面温度的降低液面形成氧化膜，液面继续上升使氧化膜粘附于型壁上钢液面漫过氧化膜留下痕迹；当液面温度下降到凝固温度范围时，液面结壳，更严重地阻碍型腔内液面的上升运动，但型腔内液面克服阻

图1-21 皱皮

力，突破液面壳之阻力漫过它继续上升，结果在金属—铸型界面上留下痕迹即皱皮。

铸钢薄壁件表面上易出现的这种皱皮缺陷。其防止的根本措施为：提高钢液在型腔内的上升速度（不低于18mm／s）；采用还原性气氛保护上升的金属液面，使型腔中CO与CO₂、H₂与H₂O的比值增大。

（3）浇不到缺陷 铸件不完整，有停止流动的流头残迹。

浇不到缺陷形成的主要原因是：浇注温度不够，浇道过小，排气孔数量不够。(www.xing528.com)

浇不到缺陷的防止措施有：提高浇注温度，加大浇道尺寸，改进排气系统。

（4）飞翅 垂直于铸件表面上的薄片状金属突出物，称为飞翅（或称飞边）。

飞翅缺陷形成的主要原因是：上、下分型面或铸型芯座与型芯芯头之间的装配间隙过大，浇注时造成液态金属钻入缝隙中。

飞翅缺陷的防止措施有：控制上、下分型面或铸型芯座与型芯芯头之间的装配间隙，对工艺缝隙进行填补等。

2.金属液机械致损缺陷

金属液机械致损缺陷，是指液态金属对砂型型腔表面的冲击、冲刷，造成砂型被损坏而产生的铸件缺陷。金属液机械致损缺陷主要包括：冲砂、胀砂抬箱、跑火、钻芯等。

（1）冲砂 指充型金属液将砂型或砂芯表面砂粒或局部砂块冲刷掉。冲砂引起的缺陷，通常位于铸件的浇口附近。引起冲砂缺陷的首要原因是型砂的干强度太低，浇注时间过长。

（2）胀砂 指铸件形状与图样不符，铸件外表面、内表面局部胀大的多肉缺陷，同时伴随缩孔、缩松、重量超差等缺陷，如图1-22所示。

图1-22 铸件产生的胀砂缺陷

a）外表面胀砂 b）下陷胀砂T—铸件高度 R—下陷胀砂时铸件的高度

胀砂是砂型不能抵挡金属液施加的压力，发生二次紧实而产生的缺陷。铸铁件凝固时，共晶转变产生共晶膨胀压力。在这种压力下，砂型被二次紧实发生型腔整体扩大。紧实度或硬度较大的铸型，如高压造型、干型、化学黏结剂砂等有较高的抗胀砂能力。

（3）抬箱 铸件在分型面处存在着极为严重的飞边，即有厚片状的、表面光滑的、周边不规则的金属凸出物，其厚度有时与铸件所增加的高度相等，这种缺陷称为抬箱。抬箱缺陷产生的原因是：砂型的压铁重量太轻，或上、下型夹紧不当，液态金属静压力过高等。

（4）跑火 又称型漏，“火”代表金属液，是指金属液充型超过分型面进入上砂型后，分型面处，由于种种原因有泄漏口使金属液决口流出型外。跑火缺陷的主要原因是：砂型浇注前泥封分型面不严，压铁太轻，落砂太早等。

（5）钻芯 型腔内金属液钻入型芯内的通气道流入型芯内部。钻芯缺陷的主要原因是：型芯头与砂型芯座之间，或型芯顶面与型壁之间的装配间隙太大内浇道直冲砂芯，产生偏芯等。

针对金属液机械致损缺陷的产生原因，可采取相应的防止措施，防止上述缺陷的产生。