消失模鑄件

消失模鑄件易於實現機械化自動流水線生產，生產線彈性大，可在一條生產線上實現不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產。

基本介紹

• 中文名：消失模鑄件
• 外文名：dsgpoajgh
• 時間：消失模鑄件
• 地點：消失模鑄件

簡介

1．鑄件尺寸形狀精確，重複性好，具有精密鑄造的特點；

2．鑄件的表面光潔度高；

3．消失模取消了砂型和制芯工部，根除了由於制芯、下芯造成的鑄造缺陷和廢品；

4．不合箱、不取模，大大簡化了造型工藝，消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品；

5．消失模採用無粘結劑、無水分、無任何添加物的乾砂造型，根除了由於水分、添加物和粘結劑引起的各種鑄造缺陷和廢品；

6．消失模大大簡化了砂處理系統，型砂可全部重複使用，取消了型砂製備工部和廢砂處理工部；

7．落砂極其容易，大大降低了落砂的工作量和勞動強度；

8．鑄件無飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少50%以上；

9．可在理想位置設定合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統因素的制約，減少了鑄件的內部缺陷；

10．消失模負壓澆注，更有利於液體金屬的充型和補縮，提高了鑄件的組織緻密度；

11．組合澆注，一箱多件，大大提高了鑄件的工藝出品率和生產效率；

12．減少了加工餘量，降低了機加工成本；

種類

增碳缺陷

產生增碳缺陷的原因

a. 在澆注過程中，消失模模樣分解產生的氣體量太多且急，鑄型排氣速度趕不上，加上真空泵吸氣不足，容易導致鑄型潰散、坍塌；

b. 金屬液“閃流”是造成塌型缺陷產生的原因之一，所謂金屬液“閃流”就是在澆注中，部分已經流入填充消失模模樣位置的金屬液在受到外界作用的情況下改流到其他部位，使得原來置換出來的位置無金屬液或者金屬充填占據。該類問題多發生在頂注、鑄件存在大平面、一型多模樣這幾種情況；

c. 如果金屬液的浮力過大，會使鑄型上部型砂容易變形，可能導致局部潰散；一般情況下，鑄型頂部吃砂量小，負壓度不夠，可能造成鑄件成型不良，甚至不能成型；

d. 塗料的耐火度、高溫強度不夠，極容易產生消失模鑄件塌箱缺陷。消失模模樣在澆注過程中有緩衝金屬液充型和降溫的作用，同時可減弱金屬液沖刷鑄型。當金屬液置換消失模模樣而充型腔後，乾砂主要就依靠塗料塗層支撐，當塗層強度不夠或者耐火度不夠時，局部鑄型會發生潰散、坍塌，特別是大件內澆道上方極容易發生坍塌。

消失模鑄件鑄鋼件增碳缺陷的防治辦法

消失模鑄件鑄鋼件增碳缺陷的防治可從以下幾個方面展開：

（1）選用低密度模料。採用EPS時模樣密度控制在0.016~0.025克每立方厘米，改用低碳模料EPS（C8H8）改為EPMMA（C5H8），這樣減少模樣的含碳量。也可以採用空心結構的模樣和空心結構澆注系統。

（2） 適宜的澆注溫度和澆注速度，澆注系統的開設決定著鋼液流向和速度；澆注溫度提高，澆注速度也提高，模料分解加快，不易完全氣化，產物中液相量也增加，同時，鋼液與模樣的間隙減少，液相分解物常被擠出間隙，擠到塗層和金屬業之間，造成接觸面增加，碳濃度增加，這些區域滲碳量就增加。

（3）選擇合理澆注工藝。鑄型及澆注工藝設計要能加速模料氣化，減少及錯開其分解產物中液相和固相接觸和反應時間，可減少或避免鋼件滲碳。

（4）提高塗層或乾砂鑄型的透氣性，其透氣性越好，模料分解的產物逸出越快，從而降低了鋼液和模樣的間隙中分解物濃度和接觸時間。

（5）在模樣中加入添加劑（脫碳劑）防止鑄鋼件滲碳。

（6）採用精塑模符合鑄造工藝。

（7）使用防滲碳塗料。

氣孔缺陷

控制消失模鑄件氣孔缺陷辦法

有效控制消失模鑄件的氣孔缺陷，可以參照以下幾點來解決：

1、選擇適宜的模型材料
採用共聚泡沫作模型材料，由於共聚物是拉鏈式分解，一次性氣化程度高，液相比例小，小分子氣體很容易從塗層溢出。白模密度在強度和光潔度保證的前提下儘可能小一些，減少發氣總量，澆注系統採用空心直澆道並加設過濾器，對金屬液進行機械擋渣、吸附梳流，使充型更平穩。

2、提高塗料的透氣性
耐火骨料的粒度要適宜，採用複合懸浮劑粘結劑，配製的塗料具有高低溫強度好，耐磨損，易塗刷，不開裂，排氣能力大，透氣性好，燒結均勻，開箱易脫落剝離，不與金屬液潤濕及化學反應，一般鑄件塗刷2遍，塗層厚度2mm左右。

消失模塗料的質量管理十分關鍵。在大量生產時，定期檢查塗料的透氣性，及時調整骨料的粒度。由於塗料的粘結劑、懸浮劑中含有機物質，夏秋季節特別應該注意塗料的發酵酶變，合格的鑄件離不開最佳的塗料，控制塗料的質量不可輕心。

3、澆注系統及保溫冒口的使用
內澆道的開設要有利於合金的順利平穩快速充型，不形成死角區，在鑄件的頂部設定大氣壓力保溫冒口，集渣補縮於一體，相關部位設定隨形隔砂冷鐵，實現鑄件的順序凝固，把金屬液內的氣體、渣質及氣化殘留物快浮到冒口部位，減少氣孔、渣孔、縮孔產生的機率。

4、合理的澆注位置
鑄件的最佳澆注位置是充型時獲得良好的氣化條件及排氣條件，便於氣化除渣，選擇立澆或斜澆，也即遵循側表面積最大化的原則，澆注系統應具備擋渣集氣及補縮功能。

5、澆注溫度要適宜
由於消失模的充型過程中要放熱氣化泡沫，鋼鐵的澆注溫度較砂型鑄造高30－50℃。金屬液與泡沫的熱作用受澆注溫度的制約，澆注溫度適宜熱解充分，模樣的熱解產物主要呈小分子氣態，在負壓場的作用下容易排出型腔，當澆注溫度低時，模樣的熱解不充分，液相殘留物會堵塞塗料層，熱解氣體排出受阻，型腔內形成反壓力，充型流動性由此下降，再加上凝固速度快，液體附近的氣渣來不及浮集到冒口內，生成氣孔的機率增大。當然澆注溫度要與冶煉的材料相匹配，以避免因溫度高或底而產生的其他鑄造缺陷。

6、合理的澆注工藝和負壓度
消失模的澆注工藝是以充滿澆杯封閉直澆口為原則，如果澆注穩定中間的速度忽快忽慢，會使充型造成劇烈的紊亂並在型腔內劇烈沸騰，將來不及氣化的泡沫包挾在合金液體內形成氣孔，特別不允許暴露直澆道使渣、氣侵入，理想的澆注速度是金屬液的充型速度等於或略小於模型的氣化速度。

7、鋼液的最終脫氧和包內鎮靜
消失模鑄造也要遵循高溫出爐低溫快澆的原則。高溫出爐是為包內鎮靜留下適宜的時間，鋼水最終脫氧除渣是減少三孔缺陷的先決條件，出爐前取樣觀察鋼水的收縮狀況，如果試樣不收縮不允許出爐，爐襯、包襯、爐台要保持清潔衛生。

粘砂缺陷

一般情況下，鑄件粘砂缺陷的產生有兩個方面的原因：a.塗料塗層脫落或者開裂，金屬液趁此滲入型砂中，容易形成機械粘砂；當塗料選擇和金屬液不匹配，而乾砂中又存在細小沙粒灰塵時，會形成化學粘砂。b.澆注時負壓度大小對金屬液流動能力的影響。負壓度越大，金屬液流動性越好，越容易形成粘砂。

防止粘砂缺陷的措施：

a.選擇具有耐火度高、緻密度好、有足夠強度的高性能且能牢固粘結模樣的消失模塗料；

b.造型階段緊實力不可過大，防止塗料層受到損傷；

c.根據鑄件材質合理控制負壓度，鑄鋼件為40-59Kpa，鑄鐵件為26.7-53.3KPa，鋁合金件為0-26.7KPa。

d.澆鑄過程中澆注溫度不宜過高，一般模樣比同條件下砂型鑄造高30-50℃。

e.減少型砂間間隙，選擇較為細小的原砂，一般鑄鋼鑄鐵件用28-55目原砂作為型砂，鑄鋁件用50-100目原砂作為型砂。

消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入，此種情況形成是由於金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力，金屬液滲入砂粒空隙而導致，如果在泡沫塑膠模外表面塗掛一層緻密塗層，方可起到阻止金屬液滲入的作用，從而有效防止鑄件產生機械粘砂。化學粘砂的產生多由於型料耐火度不高、熔融溫度較低所致，當澆入高溫金屬液後很容易被金屬液所熔融，形成節瘤等缺陷，因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的塗料，對於防止化學粘砂很有利。

炭黑缺陷

消失模鑄件炭黑缺陷

一般情況下，消失模鑄造過程中會採用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、消失模塗料性能、砂型的緊實度和透氣性，真空泵抽氣操作等皆有很大的關係，以下是影響鑄件產生炭黑缺陷的具體原因分析：

（1）由於白模材料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）消失模塗料性能和質量欠佳，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對塗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。鑒於此，建議企業在選擇白模時儘量採用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。

夾砂缺陷

消失模鑄件白斑、白點、夾砂缺陷的防治辦法

一般情況下，消失模白斑、白點、夾砂缺陷經常出現在內澆道與鑄件連線處；澆注系統直、橫、內澆道的連線處；直澆道上部和澆口杯連線處。

該類缺陷的產生有三個方面的原因：a.操作不當，上述各粘結處操作不當，導致沒有粘結好。b. 塗料層：真空泵抽氣，在整個白模組件表面由於塗料層薄厚不均勻，塗料在熱節區高溫的作用下，再者塗料高溫強度不夠，又在真空泵的強力抽氣下，使隙裂處漏沙。c.粘結劑：白模需要手工粘結澆注系統，粘結劑選擇不當或質量較差的，尤其是高溫粘結強度不夠，和白模分解分化，氣化溶解不同步，導致粘結的地方漏沙，沙粒經高溫灼燒後，粘結在鑄件表面，呈粉白色。嚴重的時候會引起粘砂結疤，鼓凸節瘤。

該類鑄件缺陷的防治辦法：a. 下砂箱前檢查結合處是否鼓包或塗料堆積成塊。要求粘結劑必須快乾性能好；塗料層，真空泵要控制真空度，抽氣太小易產生炭黑，抽氣太大，真空度太高，會產生漏沙，導致白斑。b.粘結的時候必須細緻認真，粘接兩面對齊合攏，擠壓固定幾分鐘後即可粘牢固，白模粘接件在搬運的過程中，烘乾的過程中要檢查粘結處是否牢固。

孔眼缺陷

就孔眼類缺陷而言，其一般可以分為渣孔和砂孔，其中渣孔是液態金屬帶入熔渣及模樣裂解的固相產物不能排除，漂浮在鑄件表面，鑄件冷卻後形成的，因此在熔煉時除渣要徹底，嚴格擋渣操作，澆注系統設計要利於除渣，提升澆注溫度，選取除渣性好的澆包及設定過濾網擋渣；砂孔缺陷是澆注時乾砂進入液態金屬，最後積聚到鑄件表面噴丸處理掉砂子後留下的孔眼，要防止砂孔缺陷產生要求模樣組合粘結要緊密，直澆道密封要好，避免模樣在砂箱中粘結，澆冒口連線處和模樣轉角處要圓滑過渡。

塌箱缺陷

塌箱缺陷有時也被稱為塌型缺陷或者鑄型潰散，就消失模鑄件缺陷中塌箱缺陷而言，其一般多發生在澆注或者凝固環節，主要特徵是鑄型局部塌陷、潰型使鑄件不能成型或者局部多肉，要使消失模鑄件塌箱缺陷得到防治可以從以下幾個方面展開實施：

a.如果金屬液產生的浮力過大，會使得鑄型上部型砂容易變形從而產生局部潰散，要防止金屬液浮力大造成塌箱可以採取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵的方法；

b.澆注過程中消失模模樣分解產生氣體量太多且急，鑄型排氣速度來不及會導致鑄型潰散，因此要選用低密度模料製作模樣，減少發氣量；

c.金屬液置換消失模模樣而充型腔後，乾砂就靠塗料塗層支撐，當塗層強度不夠或者耐火度不夠時，局部鑄型就會潰散，因此要儘量選擇強度高、耐火度高、透氣性好的塗料；

d.合理設計澆注系統，直澆道與內澆道面積要適宜；澆注工藝要合理，儘量降低澆注溫度、控制澆注速度、不可斷流；

e.為了避免金屬液“閃流”造成塌箱，企業可以採取對金屬液沖刷劇烈區用陶瓷澆到或者自硬水玻璃砂加固的措施。

塌箱缺陷的產生原因：

a.金屬液產生的浮力過大，這使得鑄型上部型砂容易變形，產生局部潰散，潰塌；鑄型頂部吃砂量小，負壓度不夠，致使鑄件不能成型或成型不良。

b.澆注時模樣分解產生氣體量太多，過急，鑄型排氣速度來不及，真空泵吸氣又不足，導致鑄型潰散，坍塌鑄不成合格品。

c.澆注過程中，部分已流入充填模樣位置的金屬液受到作用後又改流到其他部位，使得原來置換出來的位置無金屬液或金屬充填占據，導致局部鑄型潰散，坍塌，稱之為金屬液“閃流”造成的塌型。此類問題多發生在一型多模樣，頂注及鑄件存在大平面這幾種情況。

d.塗料的耐火度，高溫強度不夠。澆注過程中模樣起到緩衝金屬液充型的作用和降溫作用，減弱金屬液對鑄型的沖刷作用。當金屬液置換模樣而充型腔後，乾砂就靠塗層支撐，當塗層強度不夠或者耐火度不夠時，局部鑄型會潰散坍塌，特別是大件內澆道上方極易發生潰散，坍塌。

消失模鑄件塌箱缺陷防治辦法：

a.如果金屬液產生的浮力過大，會使得鑄型上部型砂容易變形從而產生局部潰散，要防止金屬液浮力大造成塌箱可以採取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵的方法；

b.澆注過程中消失模模樣分解產生氣體量太多且急，鑄型排氣速度來不及會導致鑄型潰散，因此要選用低密度模料製作模樣，減少發氣量；

c.金屬液置換消失模模樣而充型腔後，乾砂就靠塗料塗層支撐，當塗層強度不夠或者耐火度不夠時，局部鑄型就會潰散，因此要儘量選擇強度高、耐火度高、透氣性好的塗料；

d.合理設計澆注系統，直澆道與內澆道面積要適宜；澆注工藝要合理，儘量降低澆注溫度、控制澆注速度、不可斷流；

e.為了避免金屬液“閃流”造成塌箱，企業可以採取對金屬液沖刷劇烈區用陶瓷澆到或者自硬水玻璃砂加固的措施。

鑄件尺寸超差、變形

這類問題主要由鑄件本身結構，形狀和大小，質量的分布，泡沫塑膠模，造型，澆注等。

泡沫塑膠質量對鑄件尺寸的影響：

a.模具質量，目前以鍛鋁或鋁合金機加工模具在尺寸精度，加工穩定性，加工難度上性能最好。

b.模料種類和制模工藝影響，具體可以分為：成型後模樣冷卻程度；取出模樣的乾燥程度；EPS珠種類和尺寸；預發珠粒齡期；模樣密度，制模方法和壓力的影響；粘接的影響

除上述因素外，場地條件，生產工藝等也能影響模型質量。

造型對鑄件尺寸精度的影響：

a.振動造型的影響 為使乾砂充滿模樣各個部位，達到一定的緊實度，防止局部緊實不好，避免鑄件尺寸不符，變形，鼓脹，多肉。振動過分會會導致模樣變形，從而造成鑄件變形和精度偏差，採用快速均布雨淋填砂和緊實度常能獲取較高生產效率和最小形變。

b.塗料塗層的影響 塗料性能，塗層厚度影響模樣尺寸，從而影響鑄件尺寸。塗料應具有良好的透氣性，足夠的強度，與鑄件所用材料和型砂性質相匹配，塗掛操作工藝要合理。

c.澆注工藝影響 澆注系統，澆注溫度，澆注工序，澆注速度幾個因素是提高鑄件質量的關鍵工序，只有不斷完善，才能獲取尺寸精度的鑄件。

皺皮缺陷

考慮和設計消失模鑄件澆注工藝時，使澆注速度加快，但常常仍會出現鑄件表面有厚薄不同的皺紋（也叫皺皮），有波紋狀、滴瘤狀、冷隔狀，還將有渣狀或夾氣夾雜狀等。皺皮缺陷的出現，嚴重影響了鑄件的表面質量，皺皮0.1~1.0㎜，甚者可達10㎜及>10㎜，從而導致鑄件報廢，這種缺陷往往是鑄鐵液最後流到或液流的“冷端”部分，對於大件則出現在上部，中小薄壁件往往呈現在側面或鑄件的死角部位，這與澆注系統工藝有關。

產生原因：

當1350~1420°C鐵液注入型內時，EPS或EPMMA料模急劇分解，經過反應當中往往會出現一種粘稠的瀝青狀液體，這種液體分解物殘留在塗層內側，一部分被塗層吸收，一部分在鑄件與塗層之間形成薄膜，這層薄膜在還原（CO）氣氛下形成細片狀或皮屑狀、波紋狀的殘炭及光亮碳，此種密度較低的光亮碳與鐵液的潤濕性很差，因此在鑄件表面形成碳沉積（皺皮）。

影響因素：

①泡沫塑膠 模料EPS比EPMMA、StMMA更容易形成皺皮，因為EPS含碳量最高，達到92%。

②鑄件材料成分影響 含碳量低的鑄鐵件（合金鑄鐵），摸樣分解產物中的碳可以部分溶解其中，不易產生皺皮；含碳量高的鑄鐵（球鐵）最易形成皺皮缺陷。

③鑄件結構影響 鑄件的體積與面積之比（模數）越小，越有利於模樣熱解產物排除，皺皮缺陷產生傾向越小。

④澆注溫度影響 澆注溫度越高，模樣分解越徹底，皺皮缺陷產生傾向越小。

⑤塗料層及型砂透氣性影響 塗料層及型砂透氣性越高，越有利於模樣熱分解產物的排出，減少形成皺皮傾向。

⑥工藝配合影響 控制鐵液的澆注溫度，有鑄件大小，控制澆注速度，都能有效減少皺皮傾向。

影響消失模鑄件尺寸精度的因素

一般情況下，影響鑄件尺寸精度的因素是多方面的，比如消失模鑄件本身的結構、形狀、大小，泡沫塑膠質量的影響，塗料塗層的影響，鑄造過程中造型、澆注環節的影響等。

在整個消失模鑄造流程中，澆注工藝是至關重要的環節之一，澆注系統、澆注速度、澆注溫度、澆注工序四個因素是提高鑄件質量的關鍵工序，只有不斷改善、不斷完善，才能鑄造出精度高質量好的鑄件。

塗料塗層對於消失模鑄件精度也有很大的影響，塗料性能、塗層厚度可影響模樣尺寸，從而影響到鑄件尺寸精度，因此消失模鑄造中，塗料應該具有良好的性能，足夠的強度，同時塗料塗掛操作過程應做到合理。