Castinger blevet en vigtig metode til fremstilling af råstøbegods i mekanisk fremstilling og har en betydelig position i industriel produktion. Med samfundsudviklingen er konkurrencen i støbeindustrien blevet stadig mere intens. Hvordan man får fodfæste på markedet under så hård konkurrence har stillet høje krav til selve støbeindustrien, herunder opdatering af udstyr, teknologiske fremskridt og forbedringer i nye processer. I støbeproduktion er rynkning en karakteristisk overfladefejl på faste-støbte støbejernsdele, og det er en af de primære faktorer, der påvirker støbekvaliteten og hindrer støbejernsproduktion.
Rynkedefekter og deres dannelsesmekanisme
Generelt findes rynkedefekter almindeligvis på den øverste del af støbningen, i døde hjørner eller på de lodrette overflader af tynde-væggede støbegods med vægtykkelser mindre end 15 mm. Baseret på udseendet er der fire hovedtyper af rynkedefekter: forgrenet, koldt-skåret, dråbelignende-og slagge-inkluderet. Blandt disse er forgrenet rynkning mere lavvandet, mens koldt-skåret, dråbelignende-og slagger-inklusive rynker er dybere. Overfladerne af sådanne defekter er ofte dækket af lette, skinnende carbonflager, og fordybningerne af defekterne er fyldt med sodet kulstof. Tilstedeværelsen af sådanne defekter og faste polystyrenrester påvirker i høj grad overfladekvaliteten af støbejernsdele. Ved fast formstøbning, hvis skumplasten ikke fordamper fuldstændigt, kan dens nedbrydningsprodukter fortykke de oprindeligt tynde bikagelignende membraner i skumstrukturen-, ødelægge skumstrukturen og danne en tyk, hård skorpe. Under størkning af smeltet jern adskiller overfladespændingen af resterende flydende polystyren sig fra smeltet jern, hvilket forårsager sammentrækning. Efter at metalvæsken er afkølet og størknet, danner dette diskontinuerlige bølgede rynker. Kold-separeret og dråbelignende rynket huddefekter forekommer primært ved konvergenspunkterne for to eller flere strømme af underafkølet smeltet jern eller på den øvre overflade, hvor ikke-fordampede flydende eller faste polystyrenrester forbliver. Efter at støbningen er afkølet og størknet, bliver disse kulstofrester fanget på støbningens overflade og danner uregelmæssige indeslutninger i form af rynket huddefekter.
Faktorer, der påvirker rynket hudfejl
Påvirkning af mønstermateriale: Når smeltet metal flyder over opvarmede mønstre, er forgasningen og nedbrydningen af skumplast ufuldstændig, hvilket efterlader noget materiale i flydende tilstand. Selv under tilstrækkelig høje temperaturer overstiger den tid, der kræves til fuldstændig forgasning af mønstermaterialet, altid metalpåfyldningstiden. Disse resterende væskemønstermaterialer kan samle sig på overfladen af det smeltede metal eller klæbe til formvæggene, hvilket potentielt kan danne forskellige støbedefekter under ugunstige procesbetingelser. Som sådan er støbemateriale den primære faktor, der forårsager eller påvirker rynkedefekter i støbejern. Jo færre høje-nedbrydningsprodukter af skumplasten i flydende (eller fast) form, jo mindre er sandsynligheden for, at der opstår defekter.
Legeringspåvirkning: Produktionserfaring viser, at støbt stål og støbt aluminium har bedre overfladekvalitet og ingen rynkedefekter; formbart støbejern har færre fejl end gråt støbejern; høj-støbejern har færre defekter end lav-støbejern, hvilket kan være relateret til kulstofindholdet i legeringen. Praksis viser også, at jo højere kulstofindhold i legeringen er, desto mere alvorlige er defekterne; omvendt, jo lavere kulstofindhold, jo færre defekter.
Indflydelse af hældetemperatur og hastighed: Praksis viser, at rynkedefekter i støbejern falder med en stigning i metalvæskehældningstemperatur, mens sandadhæsionsfejl bliver mere alvorlige; omvendt, jo lavere hældetemperaturen er, jo mere alvorlige er rynkningsfejlene. Støbestål, støbejern, støbt aluminium og andre legeringer udstøbt ved forskellige temperaturer vil resultere i støbegods med væsentligt forskellige overfladekvaliteter. Skumplast gennemgår en række reaktioner, når den udsættes for høj-temperatur smeltet metal i formen, hvoraf den vigtigste er den endoterme fordampningsreaktion. Dette reducerer uundgåeligt temperaturen og fluiditeten af det smeltede metal, hvilket påvirker dets evne til at fylde formen. Ved udstøbning af forskellige legeringer blev det observeret, at skumplast undergår forskellige transformationer mellem det smeltede metal og formen. Hvis hældetemperaturen er tæt på skumplastens fordampningspunkt, dannes der kun hvid røg under hældningen, uden at der dannes sorte nedbrydningsprodukter; når temperaturen stiger til støbejerns hældetemperatur, siver olieholdige stoffer ud fra sandkassesamlingerne, og der dannes en stor mængde sort røg; og når temperaturen fortsætter med at stige til stålets hældetemperatur, kan plastikken gennemgå en anden transformation, der hjælper med at forbedre defekter.
Forøgelse af hældehastigheden kan også give skumplasten mulighed for at absorbere mere varme fra det smeltede metal i løbet af den korte periode med metalfyldning, hvilket kompenserer for den hurtige afkølingshastighed af faste-støbte støbegods, samtidig med at fordampningshastigheden af skumplastformen accelereres.
Påvirkning af hældesystemet og hældepositionen: Et forkert designet hældesystem eller en uhensigtsmæssig hældeposition kan forårsage krympende hulrum og porøsitet. Uhensigtsmæssigt valg af dimensionsparametrene for hældekanalerne i hældesystemet kan også føre til sådanne defekter. Når den indvendige støbekanal er placeret på den tykkeste del af støbevæggen, vælges dimensionerne af den indvendige støbekanal til at være tykkere. Efter at støbegodset er hældt, forbliver væskestrømmen i den indre hældekanal i flydende tilstand i en længere periode. Når man bruger konventionelle støbejernsprocesser (såsom regn--lignende hældesystem) til at hælde faste støbejernsdele, er defekter såsom indeslutninger, skæl, gashuller og rynker alvorlige, og kvaliteten er konsekvent utilfredsstillende.
Effekten af formsandgennemtrængelighed: Fordampningen af skumplast sker primært i områder, der støder op til smeltet metal. Når der først dannes et lag af høj-temperaturnedbrydningsgas mellem skumplasten og det smeltede metal, afhænger hastigheden af fordampningen af skumplastik primært af den hastighed, hvormed denne høj-temperaturnedbrydningsgas gennemtrænger støbesandet og forsvinder. Forbedring af permeabiliteten af formsandet hjælper med at øge afstanden til gasfasen, hvilket gør det muligt for gassen at spredes gennem formsandet over et større område. Eksperimenter tyder også på, at forbedring af permeabiliteten af formsand er en vigtig faktor for at sikre kvaliteten af støbegods.
Indflydelse af støbeform: Støbninger af forskellige former og størrelser har varierende effekt på overfladekvaliteten. Selvom denne påvirkning følger visse mønstre, betyder det ikke, at mere komplekse former resulterer i dårligere overfladekvalitet, eller at simplere former garanterer bedre kvalitet. Jo større forholdet mellem overfladeareal og volumen er, eller jo større det øvre overfladeareal er, jo mere sandsynligt er det, at den øvre overflade udvikler udbredte konkave defekter. For støbejernskomponenter er rynkningsfejl særligt almindelige. Selv sammenlignet med cylindriske støbegods af samme volumen, udviser flade pladekomponenter med enkle former ofte dårligere overfladekvalitet (især på den øvre overflade) på grund af deres større overfladeareal eller højere overfladeareal-til-volumenforhold. Under identiske fremstillingsbetingelser er overfladekvaliteten af flade pladekomponenter generelt ringere end for cylindriske støbegods.
