消失模铸造工艺的研究

[摘 要]消失模铸造又称干砂或负压实型铸造，是一种近乎无余量、精确成型的铸造工艺，但由于消失模铸造工艺与传统的铸造工艺不同，这就使得其很容易出现一些其他造型工艺未见的铸造缺陷，本文就消失模铸造工艺存在的缺陷、处理缺陷的方式以及其本身的工艺特点进行了详细论述，希望这一论述能够在一定程度上推动我国消失模铸造工艺的相关发展。

[关键词]消失模铸造工艺 缺陷 处理

中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0052-01

前言：消失模铸造工艺本身具备着无需取模、无分型面、无砂芯的特点，这一特点就使得其本身生产的铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，但我国消失模铸造工艺也存在着废品率较高的问题，为了解决这一问题推动我国消失模铸造工艺的发展，正是本文就消失模铸造工艺进行研究的目的所在。

1. 常见的消失模铸造工艺缺陷

1.1 铸型损坏

在消失模铸造工艺中，铸型损坏是较为常见的消失模铸造工艺缺陷，这一缺陷主要存在着铸型上部崩塌、型腔内局部产生空洞而致铸型损坏、浇注系统设置不当而致的铸型损坏等三种缺陷形式。具体来说，铸型上部崩塌主要源于铸型上部崩塌或金属液的浮力损坏;而在型腔内局部产生空洞而致铸型损坏则主要源于金属液置换消失模的过程不顺畅，空洞处的铸型因受金属液的热作用而损坏所致;而浇注系统设置不当而致的铸型损坏则主要源于内浇道太短与砂层太薄的影响[1]。

1.2 浇注不足

除了铸型损坏，浇注不足也是较为常见的消失模铸造工艺缺陷，这一缺陷的出现主要是受温度低合金金属液流动性较低所致。此外，薄壁铸件的生产也较为容易出现浇筑不足的问题。

1.3 粘砂

在消失模铸造工艺中，粘砂也是较为常见的铸造缺陷，而浇注温度过高、型砂充填紧实度不够等都能够引起这一缺陷。具体来说，浇注温度过高所引起的消失模铸造工艺粘砂缺陷，主要源于高温下涂料附着力差，强度低，耐火性差;而型砂充填紧实度不够引起的消失模铸造工艺粘砂缺陷，则主要来自于一次向砂箱中投入全部型砂后再振实存在的填砂不紧[2]。

1.4 铸钢件表面增碳

在消失模铸造工艺铸造不锈钢或低碳钢铸件时，表面增碳的问题较为常见，这也属于消失模铸造工艺存在的缺陷之一。之所以会出现表面增碳的问题，主要是由于钢液含碳量较低所致，含碳量高的钢（如高锰钢）增碳不明显就能够较好的证明这一结论。

2.处理消失模铸造工艺缺陷的方法

2.1 铸型损坏工艺缺陷的处理

在铸型上部崩塌这一铸型损坏工艺缺陷的处理中，我们只要设法保证铸型上部有足够的吃砂量就能够较好的避免这一缺陷的出现;而在型腔内局部产生空洞而致的铸型损坏缺陷中，建议进行浇注方案的改进，以此实现液流前端持续、不停顿地流动;而在浇注系统设置不当而致的铸型损坏缺陷中，为了较好的根除这一缺陷，建议适当拉长内浇道长度，以此实现铸件与横浇道之间的砂层的增厚，这样就能够有效避免薄砂层损坏的缺陷出现[3]。

2.2 浇注不足工艺缺陷的处理

在浇注不足工艺缺陷的处理中，当面对受温度低合金金属液流动性较低所致的浇筑不足缺陷时，我们可以采用适当提高温度并增加砂箱中的减压程度的方式解决这一缺陷;而对于薄壁铸件生产的浇筑缺陷来说，我们可以采用降低发泡模密度解决这一缺陷。

2.3 粘砂工艺缺陷的处理

在处理因浇注温度过高引起的粘砂工艺缺陷时，我们可以采用适当提高浇注温度的方式，这种方式在解决粘砂缺陷的同时还能够在一定程度上提高消失模铸造的质量。例如，在进行小型铸铁件时，我们就可以将浇注的温度提高到1380～ 1400℃，这样就能够较好的避免粘砂缺陷的出现并提高小型铸铁件的浇注质量;而在型砂充填紧实度不够的缺陷处理中，建议使用分批加砂方式进行该缺陷的处理，并同时辅以手工辅助填砂，这样最终完成的砂箱填砂、振实，就能够较好的避免型砂充填紧实度不够所引发的粘砂工艺缺陷出现[4]。

2.4 铸钢件表面增碳工艺缺陷的处理

在铸钢件表面增碳工艺缺陷的处理中，我国当下存在着通过砂箱减压可缩短浇注时间、用EPMMA珠粒代替EPS珠粒两种处理方式，不过前者只能够减轻增碳情况，并不能彻底根除这一缺陷，推荐使用EPMMA珠粒代替EPS珠粒，以此根除铸钢件表面增碳缺陷的方式。

3.消失模铸造的工艺要点

3.1 消失模摸料的选择

为了能够较好的完成消失模铸造，提高铸件质量，我们就需要合理的选择消失模摸料。在我国当下，EPS是应用最早而且最为广泛使用在消失模铸造上的摸样材料，其本身具备着价格便宜、易于采购的优点。

3.2 造型材料的要求

上文中我们提到的原砂就是消失模铸造中使用的造型材料，一般来说原砂需要满足Si O2的质量分数在90%～95%区间。想要铸造较为高质量的消失模铸件，我们就必须为其准备透气性良好的型砂。对于原砂来说，我们还需要控制其洁净度与粒度，以此保证其流动性与紧实性能够满足消失模铸造的需求。一般来说，原砂在使用时其温度应控制在60℃以下，当其温度到达60℃时，我们就必须对其进行降温，并在降温后继续使用，这是为了避免泡沫模样软化问题的出现，保证消失模铸造质量的必然过程[5]。

3.3 工艺过程及控制措施

在铸钢件消失模铸造时涂料的配制中，这一涂料需要具备高的耐火度、防止粘砂、高的强度、良好的透气性、优良的涂挂性能、较强的附着力等优点;而在填砂造型环节中，需要依次进行放底砂、放模、填砂造型、覆膜并放浇杯的工艺流程，其中放底砂需要在砂箱内防治100mm左右的底砂，而放模操作则需要将砂箱底部刮平，并保证模型与砂箱四周距离控制在80mm～100mm，这样就能够有效避免钢水泄漏问题的出现，而在填砂造型的操作中，我们需要采用采用往复n次向模样内外腔落砂的方式进行填砂，而在覆膜并放浇杯操作中，我们需要保证塑料膜的完好与大小适中，并在塑料膜上盖一层厚约30mm保护砂，这样就能够有效避免口杯位移或掉入砂粒、杂物的问题出现，并以此较好的保证消失模铸造的质量。

结论：作为一个系统工程，消失模铸造本身对于企业来说有着较高的难度，这也就是的其在铸造过程中难免出现一些工业方面的缺陷，而由于这种缺陷是其他造型工业所不具备的，这就加大了企业解决相关缺陷的效率与质量。本文对消失模铸造工艺中较为常见的缺陷进行了分析，希望这一分析能够在一定程度上推动我国消失模铸造工业的相关发展。

参考文献：

[1]郭鹏，叶升平.发动机缸体消失模铸造工艺[J].现代铸铁，2012，01：43-45.

[2]李旭升，胡玉昆，王海燕，米国发.连接筒的消失模铸造工艺设计及数值模拟[J].热加工工艺，2012，11：43-46.

[3]符坚，龙枚青，符寒光.球铁管件真空消失模壳型复合铸造工艺的研究[J].现代铸铁，2012，05：22-27.

[4]吕克华，李立新，李增民，吴丽娟.消失模铸造工艺CAD的开发[J].铸造技术，2012，09：1081-1083.

[5]吴和保，樊自田，黄乃瑜，田学锋，张大付.可控气压下镁合金消失模铸造工艺参数的研究[J].铸造，2004，08：583-586.