在消失模生產中，炭黑缺陷往往與皺皮同時產生，產生的原因有很多相同的地方。

白模材料、澆注溫度、抽負壓值不當都造成消失模鑄件出現炭黑、皺皮缺陷。

所以，我把這兩項缺陷的資料合并到一起，讓做消失模的老鐵們有對照和對比。

下面我們先來一張具有炭黑和皺皮特征的消失模鑄件照片

一、炭黑缺陷產生的原因及解決方法

消失模鑄件缺陷中炭黑是一類常見的缺陷，該類缺陷在鑄鐵件上尤其是球墨鑄鐵件生產中很容易產生。由于造成鑄件炭黑缺陷的因素是多方面的，在生產中企業應該盡可能得控制好所有影響鑄件產生炭黑缺陷的條件，謹防炭黑缺陷影響鑄件整體質量。

一般情況下，消失模鑄造過程中會采用EPS或StMMA模樣的消失模，即白模，白模易產生炭黑缺陷，造成鑄件表面出現積碳、炭黑、黑渣狀雜物。除了這方面原因，炭黑的產生還與澆注溫度和澆注系統及澆注工藝、消失模涂料性能、砂型的緊實度和透氣性，真空泵抽氣操作等皆有很大的關系，以下是影響鑄件產生炭黑缺陷的具體原因分析：

（1）由于白模材料EPS本身的C/H質量比為92/8，其本身不含O元素，碳元素含量高，因此，EPS的白模容易產生炭黑。

（2）消失模涂料性能和質量欠佳，沒有達到充分排氣。生產實踐中球墨鑄鐵比灰鑄鐵更易鑄型炭黑，液態的EPS對涂層的潤濕性更易出現炭黑，EPS是固——液——氣態的轉變，當液態的熱解產物來不及裂解為氣體時，在高溫下烘烤就形成固態炭黑。

（3）澆注溫度和澆注系統及澆注工藝。白模沒有完全分解，裂解，氣化EPS，StMMA，導致出現焦化狀的夾渣，從而形成炭黑，尤其是使用EPS白模，球墨鑄鐵薄壁和沖天爐熔煉處理的球墨鑄鐵的鐵液，更易產生炭黑。鑒于此，建議企業在選擇白模時盡量采用StMMA。

（4）砂型的緊實度和透氣性，真空泵抽氣。砂型緊實度太高會阻礙EPS的分解，裂解氣體和抽出，液態的EPS在抽氣時不能被滲溢出，也會產生炭黑。　

炭黑缺陷雖說不像其他類嚴重缺陷一樣可導致鑄件報廢，但是炭黑缺陷的存在給鑄件外觀質量造成了嚴重的影響，企業在了解到產生炭黑缺陷的原因之后應該謹慎生產，避免鑄件產生炭黑缺陷。

二、皺皮缺陷產生的原因及解決方法

1．鑄鐵件表面皺皮(積碳)

鑄件表面有厚薄不同的皺皮，有波紋狀、滴瘤狀、冷隔狀、渣狀或夾氣夾雜狀等。波紋狀較淺，其余皺皮則較厚、較深。其表面常呈輕質發亮的碳薄片(光亮碳膜)，深凹溝陷處充滿煙黑、碳黑等。皺皮的厚度為0.1一1.0mm，甚至超過10mm，導致鑄件報廢。這種缺陷往往在鐵液最后流到的部位或液流的“冷端”部位。大件出現在上部;15-20mm現在側面或鑄件的死角部位，這與澆注系統(頂注、底注、側注、階梯注)有關。當1350-1420℃的鐵液注人型內時，EPS或STMMA料模急劇分解，在模樣與鐵液間成氣隙，料模熱解形成一次氣相、液相和固液氣相主要由CO,CO2,H2,CH4,和分子量較小的乙烯及其衍生物組成;液相由苯、甲苯、乙烯和璃態聚苯乙烯等液態烴基組成;固相主要是由聚苯乙烯熱解形成的光亮碳和焦油狀殘留物組成，因固相中的光亮碳與氣相、液相形成熔膠粘著液相也會以一定速度分解形成二次氣相和固液態中的二聚物、三聚物及存在再聚合物，這當中往往會出現一種粘稠的瀝青狀液體，這種液分解物殘留在涂層內側，一部分被涂層吸收分在鑄件與涂層之間形成薄膜，這層薄膜在還原(CO)氣氛下形成了細片狀或皮屑狀、波紋狀的結晶殘碳即光亮碳，此種密度較低(疏松)的光碳與鐵液的潤濕性很差，因此在此鑄件表面形成碳沉積(皺皮)。

A．影響因素

(1)泡塑模樣:模料EPS比EPMMA,STMMA更容易形成皺皮，因為EPS含碳量比后二者高，其中EPS含碳92% , STMMA(苯乙烯—甲基丙烯酸甲脂共聚樹脂)含碳69.6% , EPMMA(可發性聚甲基丙烯酸甲脂)含碳60.0%;此外，模樣密度越高體積越大，分解后液相產物越多，越容易產生皺皮。

(2)鑄件材料成分的影響:含碳低的鑄鐵件(合金鑄鐵)，模型分解產物中的碳可以部份溶解其中，不易產生皺皮;含碳高的鑄鐵(球鐵)最易形成皺皮缺陷。

(3)澆注系統影響:澆注系統對鐵液充型流動場及溫度場有著重大影響，直接決定著EPS(EPMMA,STMMA)模料的熱解產物及其流向;加大直、橫、內澆道截面積，易產生皺皮(模料量增多)。頂注要比底注出現皺皮幾率小，頂部冒口有利于消除皺皮。

(4)鑄件結構影響:鑄件的體積與表面積之比(模數)越小，越有利于模型熱解產物排出，皺皮缺陷產生傾向越小。

(5)澆注溫度的影響:隨著澆注溫度的提高模料熱解更徹底，氣相產物比例增加，液、固相產物減少，有利于減少或消除皺皮現。

(6)涂料層及型砂透氣性的影響:涂層及型砂透氣性越高，越有利于模型熱解產物的排出，減少了形成皺皮傾向，因此，涂層越薄、涂料骨料越粗，型砂粒度越粗，越有利于排氣，減少皺皮出現。

(7)負壓度影響:實踐證明，隨鑄型負壓度提高，皺皮缺陷減少或消除。因為負壓度越高，充型速度越快，澆注時間變短，致使低粘度的液相產物來不及轉變為高粘度液相分解產物，光亮碳出現減少;負壓度越高，越有利于模樣熱解產物通過涂料層進人砂層，越有利于減少皺皮形成或出現。

(8)工藝參數配合的影響:澆注溫度，澆注速度，真空度等工藝參數配合不當會引起皺皮。當澆注速度加快時，流股變粗，如果沒有相應提高真空度，常會出現皺皮。

B．防止措施

(1)采用低密度EPS或EPMMA作模樣材料;較大的鑄件或直澆道，可采用空心的模樣和直澆道以減少發氣量，模料密度0.016~0.022 gcm3為宜。

(2)澆注系統應保證鐵液流動平穩、平衡、迅速地充滿鑄型，以保證泡沫塑料殘渣和氣體逸出型腔外或被吸排入涂層和干砂空隙中，盡量減少澆注過程中鐵液流熱量的損耗，以利加速模料氣化。采用頂注和側注雖不易出現皺皮，但會產生內部富碳缺陷(因為下落的鐵液流易將模樣分解后的殘留物卷入);底注能減少鑄件內部富碳缺陷，但易在頂面，特別是厚大部位造成皺皮。對于高度不大的小鑄件宜采用頂注，大件宜采用階梯式側注，并保證內澆道由下而上逐層進鐵。在頂端或殘余物擠至死角處設置集渣冒口，或加大切除量，將皺皮集中去除。

(3)提高澆注溫度和澆注速度，使鐵液有充分熱量將模料氣化，減少其分解物中的固相、液相及玻璃態成分。鐵液澆注溫度宜比砂型鑄造高30-80℃，或再高些，對于負壓干砂消失模鑄造鐵液澆注溫度以1 420~ I 480℃為佳。澆注液流股由細、小，變粗、大，再轉細、小。收包時，冒口要補澆。

(4)合理地控制負壓度，由于負壓缺氧，澆注時模料將主要發生氣化，而很少燃燒，使發氣量大為降低104 g泡沫塑料模在空氣中1 000℃燃燒時生成1000 L氣體;在缺氧條件下只產生100L氣體。并且，氣體產物能及時通過干砂型被抽去，鐵液與模樣之間的間隙壓力降低，鐵液充型速度加快，有利于模樣分解。

(5)提高涂層的透氣性。涂料的透氣性取決于涂料中耐火材料的粒度、配比及涂層厚度，好的涂料涂層在0.5~1.0 mm已具有足夠強度并有良好的透氣性。涂層過厚會使透氣性下降，逸氣通道受阻，易產生氣孔、皺皮等缺陷。球墨鑄鐵件涂料不能加入有機物將其烘干而提高透氣性，因為涂料中存在著有機物的殘余，增加了C,H2含量反而易致氣孔或皺皮。

(6)降低鑄鐵碳當量，減少自由碳數量，配料時盡量按標準化學成分下限熔煉鐵液。型砂可采用具有氧化性能脫碳的702砂。

影響皺皮缺陷的因素是多方面的，應緊緊抓住有利于泡沫塑料模氣化這個中心因素，綜合考慮各方面影響問題。制定出最佳工藝來保證獲得無皺皮的優質消失模澆注鑄鐵件。

文章來源：鑄造網絡平臺