消失模鑄件缺陷分析消失模鑄件缺陷分析一、消失模鑄造簡介1.1消失模鑄造簡介

消失模鑄造（又稱實型鑄造）是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。一、消失模鑄造簡介1.1消失模鑄造簡介二、消失模鑄造的工藝過程2.1消失模鑄造的工藝過程消失模鑄造生產的基本工藝流程要求如下：制作泡沫塑料模樣→掛涂料→模樣干燥→造型↓入庫←檢驗←鑄件清理←澆注←振動埋砂二、消失模鑄造的工藝過程2.1消失模鑄造的工藝過程三、消失模鑄造對鑄件性能的影響3.1消失模鑄造對鑄件性能的影響

消失模鑄造（對于干砂實型鑄造）由于其工藝特點：金屬液的澆注溫度為了分解，裂解EPS或EPMMA模料而提高30~50°C，50~70°C不等，摸樣表面涂掛涂料，涂料種類隨不同鑄件而異，鑄型采用干砂有石英砂、鎂橄欖石砂、白云石砂、鎂砂等，以三維振實造型振實，真空泵抽氣負壓下澆注，型砂粒度（目數(shù)常用20/40,40/70）而影響鑄型緊實度，由于采用干砂，盡管不同種類干砂熱容量（比熱）有差異，但鑄型的冷卻速度均比砂型鑄造為慢，對灰鑄鐵而言，出現(xiàn)白口傾向較少；對球墨鑄鐵而言，干砂鑄型剛度抑制其凝固冷卻時膨脹的作用不及金屬型的強力；對于鑄鋼件不僅增碳，而且由于澆注工藝不同，在不同部位出現(xiàn)的增碳量不同，成分不均勻，組織上有差別，三、消失模鑄造對鑄件性能的影響3.1消失模鑄造對鑄件性基體組織珠光體量不均，鑄件組織性能也不均勻，通過熱處理調整后能達到鑄件的技術指標要求；對于鋁合金由于在消失模鑄造工藝下澆注因其充型能力差，冷卻速度慢，往往會產生嚴重針孔、氣孔，晶粒粗大、氣密性差?；w組織珠光體量不均，鑄件組織性能也不均勻，通過熱處理調整后四、消失模鑄件缺陷分析4.1鑄鐵件表面皺皮（皺皮)

考慮和設計消失模鑄件澆注工藝時，使?jié)沧⑺俣燃涌欤３Ｈ詴霈F(xiàn)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(xiàn)，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后流到或液流的“冷四、消失模鑄件缺陷分析4.1鑄鐵件表面皺皮（皺皮)端”部分，對于大件則出現(xiàn)在上部，中小薄壁件往往呈現(xiàn)在側面或鑄件的死角部位，這與澆注系統(tǒng)工藝有關。4.1.1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(xiàn)一種粘稠的瀝青狀液體，這種液體分解物殘留在涂層內側，一部分被涂層吸收，一部分在鑄件與涂層之間形成薄膜，這層薄膜在還原（CO）氣氛下形成細片狀或皮屑狀、波紋狀的殘?zhí)考肮饬撂?，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）。端”部分，對于大件則出現(xiàn)在上部，中小薄壁件往往呈現(xiàn)在側面或鑄4.1.2影響因素

①泡沫塑料模料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(shù)）越小，越有利于模樣熱解產物排除，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。4.1.2影響因素

⑤涂料層及型砂透氣性影響涂料層及型砂透氣性越高，越有利于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。4.1.3防止措施

①采用低密度EPS或EPMMA作模樣材料②設計合理的澆冒口系統(tǒng)③提高澆注溫度和澆注速度④提高涂層透氣性⑤其他工藝因素⑤涂料層及型砂透氣性影響涂料層及型砂透氣性越5.1鑄鋼件增碳用消失模鑄造工藝生產鑄鋼件其表面或局部表面碳的含量會增加，比逐漸含碳量的要求要高，稱為增碳或滲碳缺陷。鑄件表面滲碳往往很不均勻，從而使表面硬度產生差異，甚至基體組織也不同，隨著滲碳量的增多，表面擴大，隨之珠光體量也增加，使鑄件加工性能、力學性能變差，影響了鑄件的表面質量，甚至使用性能。5.1.1形成原因泡沫塑料模料EPS在高溫鋼液作用下發(fā)生分解、裂解，其產物又與鋼液作用，同時在涂料和干型砂的作用5.1鑄鋼件增碳用消失模鑄造工藝生產鑄下是一個復雜的物理化學冶金反應過程，從而增碳。在鑄鋼件的高溫澆注溫度＞1550°C作用下，EPS分解產物中游離碳很多，在澆注過程中，其產物部分被真空泵吸引而排出型外，部分仍積聚在涂料層和鋼液間，當鑄件本身含炭量低時，分解產物中碳將擴散到鑄鋼件中造成滲碳。鑄鋼件的含碳量高低直接影響著其滲碳量，含碳量越低的低碳鋼，其滲碳趨勢就越大，滲碳量越多；反之，就越小，滲碳主要出現(xiàn)在低中碳鑄鋼中。5.1.2防治措施

①選用低密度模料采用EPS時模樣密度控制在下是一個復雜的物理化學冶金反應過程，從而增碳。0.016~0.025g/㎝3，改用低碳模料EPS（C8H8）改為EPMMA（C5H8），這樣減少模樣的含碳量。也可以采用空心結構的模樣和空心結構澆注系統(tǒng)。

②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。

1）適宜的澆注溫度和澆注速度，澆注系統(tǒng)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，擠到涂層和金屬業(yè)之間，造成接觸面增加，碳濃度增加，0.016~0.025g/㎝3，改用低碳模料EPS（C8H8這些區(qū)域滲碳量就增加。2）在模樣中加入添加劑（脫碳劑）防止鑄鋼件滲碳。3）提高涂層或干砂鑄型的透氣性，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。4）使用防滲碳涂料。5）采用精塑模符合鑄造工藝。 這些區(qū)域滲碳量就增加。6.1氣孔①消失模裂解時的發(fā)氣過程，其氣體進入鑄件而產生氣孔。充型過程中，產生紊流，或頂注、側注情況下，部分模樣被金屬液體包圍后進行裂解，產生的氣體不能從金屬中排出，就會產生氣孔，此種氣孔大而多且伴有炭黑。防治措施：改進工藝，使?jié)沧⒊湫瓦^程中逐層置換，不出現(xiàn)紊流，提高澆注溫度；提高涂層和砂型透氣性。②模樣、涂料層干燥不良引起氣孔。模樣含有水分、涂料干燥不良或發(fā)泡劑含量過高，澆注時回產生大量氣體極易產生反噴，此種情況下最易產生氣孔；若涂層烘干不夠，水分含量偏多，此時極易形成侵入性氣孔。防治措施：模樣必須干燥；涂層必須干燥。6.1氣孔①消失模裂解時的發(fā)氣過程，其氣體進

③模樣黏結劑過多引起氣孔，模樣組合粘結時采用的黏結劑發(fā)氣量過大，在液體金屬澆注充型時，局部產生大量氣體，可使金屬液在充型過程中翻滾，此時氣體又不能及時排出去，鑄件就要產生氣孔。防治措施：選用低發(fā)氣量的模樣黏結劑；在保證粘牢前提下，粘結劑用量越少越好。④澆注時卷入空氣形成氣孔，消失模鑄造澆注過程中，直澆道不能充滿，就會卷入空氣，這些卷入的空氣，若不能及時的排出，鑄件就會產生氣孔。防治措施：采用封閉式澆注系統(tǒng)，澆注時，保持交口杯內有一定的金屬液，以保證直澆道處于充滿狀態(tài)。③模樣黏結劑過多引起氣孔，模樣組合粘結時采用的黏結劑7.1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，泡沫塑料模，造型，澆注等。在這里著重分析泡沫塑料模，造型以及澆注的影響。7.1.1泡沫塑料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(wěn)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：成型后模樣冷卻程度；取出模樣的干燥程度；EPS珠種類和尺寸；預發(fā)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。7.1鑄件尺寸超差、變形這類問題主要由鑄件本身結構，形7.1.2造型對鑄件尺寸精度的影響a.振動造型的影響為使干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，采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.涂料涂層的影響涂料性能，涂層厚度影響模樣尺寸，從而影響鑄件尺寸。涂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，涂掛操作工藝要合理。c.澆注工藝影響澆注系統(tǒng)，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。7.1.2造型對鑄件尺寸精度的影響a.振動造型的影響8.1塌箱及防止在澆注或凝固過程中鑄型一部分塌陷，潰型使鑄件不能成型（一團塊）或者局部多肉稱為塌箱，也叫塌型或鑄型潰散。由于鑄型采用無粘結劑的干砂振實造型，澆注過程易發(fā)生塌型；同時砂箱在移動過程中鑄型可能受到局部破壞，在澆注時金屬液無法完全置換模樣，致使鑄件無法成型。特別是大件（大平臺件更突出）或者內腔封閉，半封閉件往往易發(fā)生。8.1.1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。8.1塌箱及防止在澆注或凝固過程中鑄型一部分塌陷，潰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后又改流到其他部位，使得原來置換出來的位置無金屬液或金屬充填占據(jù)，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(fā)生在一型多模樣，頂注及鑄件存在大平面這幾種情況。d.涂料的耐火度，高溫強度不夠。澆注過程中模樣起到緩沖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后，干砂就靠涂層支撐，當涂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(fā)生潰散，坍塌。8.1.2防止措施.a.防止液體金屬浮力造成的塌箱，采取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵；b.選取低密度模料制作模樣，減少發(fā)氣量；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后又改c.負壓澆注時，選擇合理的真空度，與澆注速度相配合；d.選擇強度高，耐火度高，透氣性好的涂料，配合涂料涂掛工藝；e.采用大粒度且目數(shù)單一型砂，增大透氣性；f.振動造型參數(shù)選用要合理，保證充型均勻緊實；g.合理設計澆注系統(tǒng)，直澆道與內澆道面積要適宜；h.對金屬液沖刷劇烈區(qū)可用陶瓷澆道或者自硬水玻璃砂加固；i.澆注工藝要合理，降低澆注溫度，控制流速，流股必須連續(xù)，不可中斷c.負壓澆注時，選擇合理的真空度，與澆注速度相配合；9.1粘砂及其防止定義：鑄件部分或者整個表面夾持著很難清理的型砂。在無負壓的情況下，粘砂多出現(xiàn)在鑄件底部或者側面，以及鑄件熱節(jié)區(qū)和型砂不易緊實區(qū)；負壓澆注時，各面均可出現(xiàn)，特別是鑄件轉角處和組串鑄件澆注時的過熱處。9.1.1產生原因a.涂料涂層脫落或開裂，金屬液借此滲入型砂中，形成機械粘砂。當涂料選擇和金屬液不匹配，而干砂中又存在細小沙?；覊m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。9.1.2防止粘砂措施9.1粘砂及其防止定義：鑄件部分或者整個表面夾持著很a.選擇良好性能，能牢固粘接模樣，同時能有足夠強度和致密度，耐火度的優(yōu)質涂料；b.造型緊實力不可過大，防止損傷涂層。c.選擇合理的負壓度，鑄鋼為40--59KPa，鑄鐵為26.7--53.3KPa，鋁合金為0--26.7KPa。d.減少型砂之間間隙，選擇較細的原砂，一般鑄鋼鑄鐵件用28|55目，鑄鋁件用50|100目。e.澆注溫度不宜過高，一般模樣比同條件下砂型鑄造高30--50℃a.選擇良好性能，能牢固粘接模樣，同時能有足夠強度和致密度，10.1節(jié)瘤，針刺及防止定義：鑄件表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的突出部分像瘤子，針刺等鑄造缺陷。10.1.1產生原因a.造型時型砂未能緊實包裹模樣，抽真空后形成空腔，金屬液進入空腔形成突出部分；鑄型在金屬液作用下再次緊實，涂層破裂，金屬液和型砂熔結在一起形成節(jié)瘤。b.模具表面存在氣孔，縮孔等缺陷或者排氣塞孔眼過大，使得模樣表面存在突出物，負壓澆注時在鑄件表面形成此類缺陷。同時，當涂層內表面存在密布小氣孔或者局部大氣泡，在負壓澆注時也會形成這些缺陷。10.1.2防止措施10.1節(jié)瘤，針刺及防止定義：鑄件表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的a.提升鑄型緊實度及均勻性，選取合理振幅防止涂層損壞；b.修改鑄件結構，消除型砂不能到的死角，對個別角落可預埋自硬砂或者耐火件；c.改善模具表面質量，打磨光滑模具；d.保證涂料質量，變質涂料不能用，黏度要合理，第一遍刷涂要稀，改進涂掛工藝，防止拐角出現(xiàn)鼓泡；e.另外，防止粘砂的措施對防止節(jié)瘤和針刺同樣有效。a.提升鑄型緊實度及均勻性，選取合理振幅防止涂層損壞；11.1冷隔重皮澆不到及防止

11.1.1形成原因a.模樣氣化時大量吸收金屬液熱量，同時產生大量氣體，導致金屬液流動性下降，導致以上缺陷；b.澆注系統(tǒng)，結構，澆注操作工藝不當，當多股金屬液流會聚時溫度過低，無法很好融合，鑄件越薄，澆注溫度越低越容易出現(xiàn)此問題；c.充型過程中負壓太大，液態(tài)金屬沿型腔壁上升過快形成沒有不能熔化的薄層金屬，就會出現(xiàn)重皮。11.1.2防止措施a.提升金屬液澆注溫度；b.改進澆注系統(tǒng)，提升充型速度；c.控制合理負壓度。11.1冷隔重皮澆不到及防止

11.1.1形成原12.1表面孔眼，凹陷和網(wǎng)紋及防止12.1.1產生原因渣孔液態(tài)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，鑄件冷卻后形成。砂孔澆注時，干砂進入液態(tài)金屬，最后積聚到鑄件表面，噴丸處理掉沙子后留下孔眼縮松，縮孔及縮坑（凹陷）鑄件與內澆口及冒口連接處的熱區(qū)，由于補縮不良形成縮孔，縮松缺陷。鑄件厚大部分補縮不足形成縮坑，往往出現(xiàn)在最后凝固的較大表面上。網(wǎng)紋，龜紋模樣表面珠粒間融合不良。連接處的凹溝間隙和細小珠粒紋路粗而深的龜紋。細小如網(wǎng)狀紋的為網(wǎng)紋。12.1表面孔眼，凹陷和網(wǎng)紋及防止12.1.112.1.2防止方法a渣孔防止：熔煉時除渣要徹底，嚴格擋渣操作，澆注系統(tǒng)設計要利于除渣，提升澆注溫度，選取除渣性好的澆包及設置過濾網(wǎng)擋渣。b砂孔防止：模樣組合粘接要緊密，直澆道密封要好，避免模樣在砂箱中粘接，澆冒口連接處和模樣轉角處要圓滑過渡。c縮孔，縮松及縮坑防止：提升金屬液澆冒口補縮能力，確保冒口最后凝固，采用發(fā)熱保溫冒口，充分利用直澆道補縮，采用合理澆冒口系統(tǒng)。d網(wǎng)紋，龜紋防止：選用細小珠粒，合理的發(fā)泡劑和發(fā)泡方法，模具干燥工藝改進，防止局部過熱，模具表面上添加光潔材料，比如石蠟，硝酸纖維素等。12.1.2防止方法13.1內部非金屬夾雜物，縮松，組織性能不均及防止13.1.1非金屬夾雜物a型砂夾雜物是由澆注時干砂被沖進液態(tài)金屬后不能排除，從而形成于鑄件中的。防止方法是：澆道和模樣結合處，模樣轉角處過渡要圓滑，涂料要涂掛均勻，模樣組裝要在砂箱外。b涂料夾雜物澆注時涂層破壞或者滲入模樣的涂料進入金屬液中，鑄件凝固后形成此類缺陷。防止措施是：提升涂料性能，改善涂層強度，模樣組合時結合部要嚴格處理，防止涂料滲入角縫隙中的團塊。c熔渣夾雜物澆注時，金屬液攜帶熔渣進入型腔后沒有排除，鑄件凝固后形成夾渣。防止措施是：13.1內部非金屬夾雜物，縮松，組織性能不均及防止1采用底注包或茶壺包，金屬液除渣要干凈，加強扒渣，擋渣操作，采用過濾網(wǎng)。d模樣熱解產物夾雜物模樣高溫分解形成部分非氣態(tài)產物，沒有及時排除，殘留在逐漸中，形成夾雜。防止措施是：采用低密度模樣，提升澆注溫度，澆冒口系統(tǒng)要利于排渣或采用集渣包而集中，鑄件冷卻后去除。13.1.2縮孔，縮松消失模鑄造的補縮冒口補縮能力弱于砂型鑄造冒口，因此在收縮率大的鑄鋼件等合金件時，特別容易在熱節(jié)處形成縮孔縮松。防止措施：提升澆注溫度；增大補縮冒口體積；選取形狀合適的冒口（體積大表面積小，散熱難的）；提升冒口溫度，例如從冒口引入，采用保溫冒口，配合使用冷鐵等。在澆注球鐵件時，澆注后立馬加負壓，提升鑄型剛度，防止縮孔縮松。采用底注包或茶壺包，金屬液除渣要干凈，加強扒渣，擋渣操作，采13.1.3組織性能不均勻a鑄鋼件的增碳增氫產生原因：模樣在氣化時釋放大量碳氫，從而使得鑄件增碳增氫，從而導致鑄鋼件塑形和韌性下降，硬度不均。防止措施：降低模樣密度，大件時采用中空模樣；選擇合理澆注系統(tǒng)，使裂解產物集中在冒口；增大排氣速度，適當提升負壓度；采用合理澆注速度，減少熱裂解產物和金屬液接觸時間；提升涂層透氣性和砂型透氣性。b組織性能不均勻產生原因：采用組串群鑄工藝時由于砂箱中位置不同導致冷卻速度不同，從而組織不同，性能不一。改進措施：對要求較高的鑄件，提前通過實驗選擇合理的組合澆注方案，使得鑄型內部溫度場盡力均勻；提升合金均一性；對模型內不同區(qū)域進行孕育，變質，合金化等處理，從而獲取組織性能均勻的鑄件。13.1.3組織性能不均勻14.1消失模鑄造炭黑及防止措施

由于消失模鑄造必須使用消失?！狤PS或StMMA模樣，即白模，由于白模，易產生炭黑和白斑缺陷，鑄鐵件尤其是球墨鑄鐵容易產生炭黑，使鑄件表面局部出現(xiàn)積碳，炭黑，黑渣狀夾雜物。

14.1.1炭黑產生的原因a澆注溫度和澆注系統(tǒng)及澆注工藝白模沒有完全分解，裂解，氣化EPS,StMMA。導致出現(xiàn)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b涂料的影響和作用沒達到充分排氣和溢黑渣生產實踐球墨鑄鐵比灰鑄鐵更易鑄型炭黑，液態(tài)的EPS對涂層的潤濕性更易出現(xiàn)炭黑，EPS是固——液——氣態(tài)的轉變，當液態(tài)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(tài)炭黑。14.1消失模鑄造炭黑及防止措施

由1耐火骨料：各種耐火骨料如鋁礬土，石英粉等。其一，表面自由能及吸附能力不同。其二，顆粒形狀，大小分布決定涂層顆粒間空隙，從而影響EPS對涂層的潤濕性及滲透作用。2粘結劑：涂料中有低溫，高溫粘結劑，當涂層中的有機粘結劑在高溫金屬液的高溫作用下，與EPS一起融化，二者親和作用較好時，則利于液態(tài)的EPS對涂層的潤濕性和滲透性，同時粘結劑的氣化使涂料層中空隙增大，進一步促進液態(tài)EPS的滲透能力，溢出涂層，減少，防止鑄件表面出現(xiàn)炭黑C白模材料EPS由于白模材料本身的C/H質量比為92/8，而本身不含O元素，碳元素含量高，因此，EPS的白模容易1耐火骨料：各種耐火骨料如鋁礬土，石英粉等。其一，表面自由能產生炭黑D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(tài)的EPS在抽氣時不能被滲溢出，也會產生炭黑。14.1.2炭黑的防止措施提高澆注溫度改善涂料的性能和質量白模采用StMMA砂型的緊實度，透氣性，真空抽氣泵抽氣要相宜真空泵的操作要合適產生炭黑15.1消失模白斑，白點，夾砂及防止

此類缺陷經常出現(xiàn)在直澆道上部和澆口杯連接處；澆注系統(tǒng)直，橫，內澆道的連接處；內澆道與鑄件連接處；和交口杯內壁的掉砂

15.1.2產生的原因a操作不當上述各粘接處操作不當，沒粘結好b粘結劑白模需要手工粘結澆注系統(tǒng)，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，沙粒經高溫灼燒后，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(jié)瘤。c涂料層，真空泵抽氣在整個白模組件表面由于涂料層薄厚不均勻，涂料在熱節(jié)區(qū)高溫的作用下，再者涂料高溫強度不夠，又在真空泵的強力抽氣下，使隙裂處漏沙15.1消失模白斑，白點，夾砂及防止

15.1.2白斑，白點，夾砂的防止恰當?shù)牟僮鱝粘結的時候必須細致認真，粘接兩面對齊合攏，擠壓固定幾分鐘后即可粘牢固，白模粘接件在搬運的過程中，烘干的過程中要檢查粘結處是否牢固。b下砂箱前檢查結合處是否鼓包或涂料堆積成塊。粘結劑必須快干性能好涂料層，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。15.1.2白斑，白點，夾砂的防止消失模鑄件缺陷分析消失模鑄件缺陷分析一、消失模鑄造簡介1.1消失模鑄造簡介

消失模鑄造（又稱實型鑄造）是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。一、消失模鑄造簡介1.1消失模鑄造簡介二、消失模鑄造的工藝過程2.1消失模鑄造的工藝過程消失模鑄造生產的基本工藝流程要求如下：制作泡沫塑料模樣→掛涂料→模樣干燥→造型↓入庫←檢驗←鑄件清理←澆注←振動埋砂二、消失模鑄造的工藝過程2.1消失模鑄造的工藝過程三、消失模鑄造對鑄件性能的影響3.1消失模鑄造對鑄件性能的影響

消失模鑄造（對于干砂實型鑄造）由于其工藝特點：金屬液的澆注溫度為了分解，裂解EPS或EPMMA模料而提高30~50°C，50~70°C不等，摸樣表面涂掛涂料，涂料種類隨不同鑄件而異，鑄型采用干砂有石英砂、鎂橄欖石砂、白云石砂、鎂砂等，以三維振實造型振實，真空泵抽氣負壓下澆注，型砂粒度（目數(shù)常用20/40,40/70）而影響鑄型緊實度，由于采用干砂，盡管不同種類干砂熱容量（比熱）有差異，但鑄型的冷卻速度均比砂型鑄造為慢，對灰鑄鐵而言，出現(xiàn)白口傾向較少；對球墨鑄鐵而言，干砂鑄型剛度抑制其凝固冷卻時膨脹的作用不及金屬型的強力；對于鑄鋼件不僅增碳，而且由于澆注工藝不同，在不同部位出現(xiàn)的增碳量不同，成分不均勻，組織上有差別，三、消失模鑄造對鑄件性能的影響3.1消失模鑄造對鑄件性基體組織珠光體量不均，鑄件組織性能也不均勻，通過熱處理調整后能達到鑄件的技術指標要求；對于鋁合金由于在消失模鑄造工藝下澆注因其充型能力差，冷卻速度慢，往往會產生嚴重針孔、氣孔，晶粒粗大、氣密性差?；w組織珠光體量不均，鑄件組織性能也不均勻，通過熱處理調整后四、消失模鑄件缺陷分析4.1鑄鐵件表面皺皮（皺皮)

考慮和設計消失模鑄件澆注工藝時，使?jié)沧⑺俣燃涌?，但常常仍會出現(xiàn)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(xiàn)，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后流到或液流的“冷四、消失模鑄件缺陷分析4.1鑄鐵件表面皺皮（皺皮)端”部分，對于大件則出現(xiàn)在上部，中小薄壁件往往呈現(xiàn)在側面或鑄件的死角部位，這與澆注系統(tǒng)工藝有關。4.1.1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(xiàn)一種粘稠的瀝青狀液體，這種液體分解物殘留在涂層內側，一部分被涂層吸收，一部分在鑄件與涂層之間形成薄膜，這層薄膜在還原（CO）氣氛下形成細片狀或皮屑狀、波紋狀的殘?zhí)考肮饬撂?，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）。端”部分，對于大件則出現(xiàn)在上部，中小薄壁件往往呈現(xiàn)在側面或鑄4.1.2影響因素

①泡沫塑料模料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(shù)）越小，越有利于模樣熱解產物排除，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。4.1.2影響因素

⑤涂料層及型砂透氣性影響涂料層及型砂透氣性越高，越有利于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。4.1.3防止措施

①采用低密度EPS或EPMMA作模樣材料②設計合理的澆冒口系統(tǒng)③提高澆注溫度和澆注速度④提高涂層透氣性⑤其他工藝因素⑤涂料層及型砂透氣性影響涂料層及型砂透氣性越5.1鑄鋼件增碳用消失模鑄造工藝生產鑄鋼件其表面或局部表面碳的含量會增加，比逐漸含碳量的要求要高，稱為增碳或滲碳缺陷。鑄件表面滲碳往往很不均勻，從而使表面硬度產生差異，甚至基體組織也不同，隨著滲碳量的增多，表面擴大，隨之珠光體量也增加，使鑄件加工性能、力學性能變差，影響了鑄件的表面質量，甚至使用性能。5.1.1形成原因泡沫塑料模料EPS在高溫鋼液作用下發(fā)生分解、裂解，其產物又與鋼液作用，同時在涂料和干型砂的作用5.1鑄鋼件增碳用消失模鑄造工藝生產鑄下是一個復雜的物理化學冶金反應過程，從而增碳。在鑄鋼件的高溫澆注溫度＞1550°C作用下，EPS分解產物中游離碳很多，在澆注過程中，其產物部分被真空泵吸引而排出型外，部分仍積聚在涂料層和鋼液間，當鑄件本身含炭量低時，分解產物中碳將擴散到鑄鋼件中造成滲碳。鑄鋼件的含碳量高低直接影響著其滲碳量，含碳量越低的低碳鋼，其滲碳趨勢就越大，滲碳量越多；反之，就越小，滲碳主要出現(xiàn)在低中碳鑄鋼中。5.1.2防治措施

①選用低密度模料采用EPS時模樣密度控制在下是一個復雜的物理化學冶金反應過程，從而增碳。0.016~0.025g/㎝3，改用低碳模料EPS（C8H8）改為EPMMA（C5H8），這樣減少模樣的含碳量。也可以采用空心結構的模樣和空心結構澆注系統(tǒng)。

②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。

1）適宜的澆注溫度和澆注速度，澆注系統(tǒng)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，擠到涂層和金屬業(yè)之間，造成接觸面增加，碳濃度增加，0.016~0.025g/㎝3，改用低碳模料EPS（C8H8這些區(qū)域滲碳量就增加。2）在模樣中加入添加劑（脫碳劑）防止鑄鋼件滲碳。3）提高涂層或干砂鑄型的透氣性，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。4）使用防滲碳涂料。5）采用精塑模符合鑄造工藝。 這些區(qū)域滲碳量就增加。6.1氣孔①消失模裂解時的發(fā)氣過程，其氣體進入鑄件而產生氣孔。充型過程中，產生紊流，或頂注、側注情況下，部分模樣被金屬液體包圍后進行裂解，產生的氣體不能從金屬中排出，就會產生氣孔，此種氣孔大而多且伴有炭黑。防治措施：改進工藝，使?jié)沧⒊湫瓦^程中逐層置換，不出現(xiàn)紊流，提高澆注溫度；提高涂層和砂型透氣性。②模樣、涂料層干燥不良引起氣孔。模樣含有水分、涂料干燥不良或發(fā)泡劑含量過高，澆注時回產生大量氣體極易產生反噴，此種情況下最易產生氣孔；若涂層烘干不夠，水分含量偏多，此時極易形成侵入性氣孔。防治措施：模樣必須干燥；涂層必須干燥。6.1氣孔①消失模裂解時的發(fā)氣過程，其氣體進

③模樣黏結劑過多引起氣孔，模樣組合粘結時采用的黏結劑發(fā)氣量過大，在液體金屬澆注充型時，局部產生大量氣體，可使金屬液在充型過程中翻滾，此時氣體又不能及時排出去，鑄件就要產生氣孔。防治措施：選用低發(fā)氣量的模樣黏結劑；在保證粘牢前提下，粘結劑用量越少越好。④澆注時卷入空氣形成氣孔，消失模鑄造澆注過程中，直澆道不能充滿，就會卷入空氣，這些卷入的空氣，若不能及時的排出，鑄件就會產生氣孔。防治措施：采用封閉式澆注系統(tǒng)，澆注時，保持交口杯內有一定的金屬液，以保證直澆道處于充滿狀態(tài)。③模樣黏結劑過多引起氣孔，模樣組合粘結時采用的黏結劑7.1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，泡沫塑料模，造型，澆注等。在這里著重分析泡沫塑料模，造型以及澆注的影響。7.1.1泡沫塑料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(wěn)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：成型后模樣冷卻程度；取出模樣的干燥程度；EPS珠種類和尺寸；預發(fā)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。7.1鑄件尺寸超差、變形這類問題主要由鑄件本身結構，形7.1.2造型對鑄件尺寸精度的影響a.振動造型的影響為使干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，采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.涂料涂層的影響涂料性能，涂層厚度影響模樣尺寸，從而影響鑄件尺寸。涂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，涂掛操作工藝要合理。c.澆注工藝影響澆注系統(tǒng)，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。7.1.2造型對鑄件尺寸精度的影響a.振動造型的影響8.1塌箱及防止在澆注或凝固過程中鑄型一部分塌陷，潰型使鑄件不能成型（一團塊）或者局部多肉稱為塌箱，也叫塌型或鑄型潰散。由于鑄型采用無粘結劑的干砂振實造型，澆注過程易發(fā)生塌型；同時砂箱在移動過程中鑄型可能受到局部破壞，在澆注時金屬液無法完全置換模樣，致使鑄件無法成型。特別是大件（大平臺件更突出）或者內腔封閉，半封閉件往往易發(fā)生。8.1.1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。8.1塌箱及防止在澆注或凝固過程中鑄型一部分塌陷，潰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后又改流到其他部位，使得原來置換出來的位置無金屬液或金屬充填占據(jù)，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(fā)生在一型多模樣，頂注及鑄件存在大平面這幾種情況。d.涂料的耐火度，高溫強度不夠。澆注過程中模樣起到緩沖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后，干砂就靠涂層支撐，當涂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(fā)生潰散，坍塌。8.1.2防止措施.a.防止液體金屬浮力造成的塌箱，采取增加頂面吃砂量或在鑄型頂部添加壓鐵；b.選取低密度模料制作模樣，減少發(fā)氣量；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后又改c.負壓澆注時，選擇合理的真空度，與澆注速度相配合；d.選擇強度高，耐火度高，透氣性好的涂料，配合涂料涂掛工藝；e.采用大粒度且目數(shù)單一型砂，增大透氣性；f.振動造型參數(shù)選用要合理，保證充型均勻緊實；g.合理設計澆注系統(tǒng)，直澆道與內澆道面積要適宜；h.對金屬液沖刷劇烈區(qū)可用陶瓷澆道或者自硬水玻璃砂加固；i.澆注工藝要合理，降低澆注溫度，控制流速，流股必須連續(xù)，不可中斷c.負壓澆注時，選擇合理的真空度，與澆注速度相配合；9.1粘砂及其防止定義：鑄件部分或者整個表面夾持著很難清理的型砂。在無負壓的情況下，粘砂多出現(xiàn)在鑄件底部或者側面，以及鑄件熱節(jié)區(qū)和型砂不易緊實區(qū)；負壓澆注時，各面均可出現(xiàn)，特別是鑄件轉角處和組串鑄件澆注時的過熱處。9.1.1產生原因a.涂料涂層脫落或開裂，金屬液借此滲入型砂中，形成機械粘砂。當涂料選擇和金屬液不匹配，而干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。9.1.2防止粘砂措施9.1粘砂及其防止定義：鑄件部分或者整個表面夾持著很a.選擇良好性能，能牢固粘接模樣，同時能有足夠強度和致密度，耐火度的優(yōu)質涂料；b.造型緊實力不可過大，防止損傷涂層。c.選擇合理的負壓度，鑄鋼為40--59KPa，鑄鐵為26.7--53.3KPa，鋁合金為0--26.7KPa。d.減少型砂之間間隙，選擇較細的原砂，一般鑄鋼鑄鐵件用28|55目，鑄鋁件用50|100目。e.澆注溫度不宜過高，一般模樣比同條件下砂型鑄造高30--50℃a.選擇良好性能，能牢固粘接模樣，同時能有足夠強度和致密度，10.1節(jié)瘤，針刺及防止定義：鑄件表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的突出部分像瘤子，針刺等鑄造缺陷。10.1.1產生原因a.造型時型砂未能緊實包裹模樣，抽真空后形成空腔，金屬液進入空腔形成突出部分；鑄型在金屬液作用下再次緊實，涂層破裂，金屬液和型砂熔結在一起形成節(jié)瘤。b.模具表面存在氣孔，縮孔等缺陷或者排氣塞孔眼過大，使得模樣表面存在突出物，負壓澆注時在鑄件表面形成此類缺陷。同時，當涂層內表面存在密布小氣孔或者局部大氣泡，在負壓澆注時也會形成這些缺陷。10.1.2防止措施10.1節(jié)瘤，針刺及防止定義：鑄件表面出現(xiàn)形狀不規(guī)則的a.提升鑄型緊實度及均勻性，選取合理振幅防止涂層損壞；b.修改鑄件結構，消除型砂不能到的死角，對個別角落可預埋自硬砂或者耐火件；c.改善模具表面質量，打磨光滑模具；d.保證涂料質量，變質涂料不能用，黏度要合理，第一遍刷涂要稀，改進涂掛工藝，防止拐角出現(xiàn)鼓泡；e.另外，防止粘砂的措施對防止節(jié)瘤和針刺同樣有效。a.提升鑄型緊實度及均勻性，選取合理振幅防止涂層損壞；11.1冷隔重皮澆不到及防止

11.1.1形成原因a.模樣氣化時大量吸收金屬液熱量，同時產生大量氣體，導致金屬液流動性下降，導致以上缺陷；b.澆注系統(tǒng)，結構，澆注操作工藝不當，當多股金屬液流會聚時溫度過低，無法很好融合，鑄件越薄，澆注溫度越低越容易出現(xiàn)此問題；c.充型過程中負壓太大，液態(tài)金屬沿型腔壁上升過快形成沒有不能熔化的薄層金屬，就會出現(xiàn)重皮。11.1.2防止措施a.提升金屬液澆注溫度；b.改進澆注系統(tǒng)，提升充型速度；c.控制合理負壓度。11.1冷隔重皮澆不到及防止

11.1.1形成原12.1表面孔眼，凹陷和網(wǎng)紋及防止12.1.1產生原因渣孔液態(tài)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，鑄件冷卻后形成。砂孔澆注時，干砂進入液態(tài)金屬，最后積聚到鑄件表面，噴丸處理掉沙子后留下孔眼縮松，縮孔及縮坑（凹陷）鑄件與內澆口及冒口連接處的熱區(qū)，由于補縮不良形成縮孔，縮松缺陷。鑄件厚大部分補縮不足形成縮坑，往往出現(xiàn)在最后凝固的較大表面上。網(wǎng)紋，龜紋模樣表面珠粒間融合不良。連接處的凹溝間隙和細小珠粒紋路粗而深的龜紋。細小如網(wǎng)狀紋的為網(wǎng)紋。12.1表面孔眼，凹陷和網(wǎng)紋及防止12.1.112.1.2防止方法a渣孔防止：熔煉時除渣要徹底，嚴格擋渣操作，澆注系統(tǒng)設計要利于除渣，提升澆注溫度，選取除渣性好的澆包及設置過濾網(wǎng)擋渣。b砂孔防止：模樣組合粘接要緊密，直澆道密封要好，避免模樣在砂箱中粘接，澆冒口連接處和模樣轉角處要圓滑過渡。c縮孔，縮松及縮坑防止：提升金屬液澆冒口補縮能力，確保冒口最后凝固，采用發(fā)熱保溫冒口，充分利用直澆道補縮，采用合理澆冒口系統(tǒng)。d網(wǎng)紋，龜紋防止：選用細小珠粒，合理的發(fā)泡劑和發(fā)泡方法，模具干燥工藝改進，防止局部過熱，模具表面上添加光潔材料，比如石蠟，硝酸纖維素等。12.1.2防止方法13.1內部非金屬夾雜物，縮松，組織性能不均及防止13.1.1非金屬夾雜物a型砂夾雜物是由澆注時干砂被沖進液態(tài)金屬后不能排除，從而形成于鑄件中的。防止方法是：澆道和模樣結合處，模樣轉角處過渡要圓滑，涂料要涂掛均勻，模樣組裝要在砂箱外。b涂料夾雜物澆注時涂層破壞或者滲入模樣的涂料進入金屬液中，鑄件凝固后形成此類缺陷。防止措施是：提升涂料性能，改善涂層強度，模樣組合時結合部要嚴格處理，防止涂料滲入角縫隙中的團塊。c熔渣夾雜物澆注時，金屬液攜帶熔渣進入型腔后沒有排除，鑄件凝固后形成夾渣。防止措施是：13.1內部非金屬夾雜物，縮松，組織性能不均及防止1采用底注包或茶壺包，金屬液除渣要干凈，加強扒渣，擋渣操作，采用過濾網(wǎng)。d模樣熱解產物夾雜物模樣高溫分解形成部分非氣態(tài)產物，沒有及時排除，殘留在逐漸中，形成夾雜。防止措施是：采用低密度模樣，提升澆注溫度，澆冒口系統(tǒng)要利于排渣或采用集渣包而集中，鑄件冷卻后去除。13.1.2縮孔，縮松消失模鑄造的補縮冒口補縮能力弱于砂型鑄造冒口，因此在收縮率大的鑄鋼件等合金件時，特別容易在熱節(jié)處形成縮孔縮松。防止措施：提升澆注溫度；增大補縮冒口體積；選取形狀合適的冒口（