球铁铸件表面凹陷的原因

球铁（球墨铸铁）铸件表面凹陷的主要原因是‌铸件在凝固过程中局部区域液态收缩未被充分补偿，导致内部形成真空或低压区，在外部大气压作用下将尚未全部凝固的表面压陷‌。

这种缺陷在铸造中通常称为“缩陷”或“缩凹”，多出现在铸件的厚大断面、热节处或壁厚过渡区域。以下是具体成因的详细分析：‌‌

1.凝固特性与补缩不足

球墨铸铁的凝固过程属于糊状凝固，石墨球在奥氏体壳包围下缓慢生长，延缓了铸件表层坚实外壳的形成。

当铸件热节部位（如厚截面）之后凝固时，内部金属液发生收缩，若浇冒口系统设计不合理或补缩通道受阻，液态金属无法及时填充收缩空间，就会在局部形成真空区。

此时，铸件表面已凝固但强度不足的薄层在大气压作用下向内塌陷，形成凹陷。‌‌

2.材料成分的影响

‌硅含量‌：硅是推进石墨化的元素，但硅含量过高会加宽铁液的凝固范围，导致共晶过程中石墨相析出增多，增大缩松和缩凹倾向。‌‌

‌球化元素残留量‌：残余镁或稀土元素过量时，会增加铁液的过冷度，加剧凝固收缩，同时可能推进皮下气孔形成，间接影响表面完整性。‌‌‌‌

3.工艺与模具因素

‌型砂性能‌：砂型刚度不足或硬度不均匀时，球墨铸铁的石墨化膨胀会使型壁迁移，导致热节部位在收缩阶段得不到效果优良补缩，形成局部“真空”并引发表面凹陷。‌‌

浇注系统设计‌：浇冒口位置不当、补缩能力不足或浇注温度控制不佳（过高或过低），均会破坏铸件的顺序凝固条件，加剧收缩缺陷。‌‌

‌模具温度与排气‌：模具预热不足或排气不畅时，金属液冷却过快，气体滞留可能加剧局部收缩不均，进一步推进凹陷形成