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第一章模型缺陷
消失模铸造工艺第一步工序是生产模型。原始珠粒含有发泡剂，其粒度与食糖相当，首先通过加热进行“预发泡”得到“预发”后珠粒。然后再使预发珠粒冷却，再通过加料枪吹入模具制作模型之前，一般需要将预发珠粒存放4—8小时，使它稳定化。预发珠粒吹入模具之后，模具加热使珠粒进一步膨胀而融合在一起。模型生产以后，需要存放大约一个月使其充分稳定化，然后可运往铸造厂进行浸涂、干燥、填砂紧实和浇注，下面概括介绍消失模模型可能引起的缺陷。
1．1模型充填不足
模具充填珠粒是模型成型操作的关键工序，充型不足会造成模型局部不完整或密度不够。图1表示充型不足的两个实例。充型不足是由于吹入模具的珠粒数量不够造成的，珠粒不能充满整个模腔，这种情况可能是由于充型时间过短、排气孔或加料枪堵塞造成的，充型不足的表现是模具内珠粒数量不足，模型表面
（B）图1 充型不足的两个实例不光滑，这样使模型表面比较粗糙，局部密度低，而且模型尺寸难以控制。充型不足也可能是由于模具上加料枪位置不合理或型号错误所致。在设计模具时应充分考虑珠粒进料的基本方式。必须事先确定加料枪的数量和位置。模型局部厚大部分排气孔的数量和位置以及每个加料枪所充填的模腔体积。如果充填效果不好，可稍使模具开启或提高充填吹气压力，可以改善珠粒的充填效果。
模型未融合与充填不足模型缺陷的外观看上去很类似。在未融合的情况下，充入模具型腔的珠粒是足够的，但是由于模具温度低或加热时间不适当造成珠粒不能充分膨胀和融合，在模具充填不足时，虽然珠粒可以充分膨胀，但还是不能充满整个模具型腔。
1．2 珠粒状模型表面
在模型充填不足或珠粒未融合的情况下，很容易造成珠粒状的模型表面，如图2所示，在浸涂时珠粒状表面容易造成珠粒间（B）图2融合不良的珠粒状模型表面导致侵涂期间涂料渗入珠粒间隙
图示为在10×放大条件下，注意珠粒之间的间隙及有限的接触
（A）图3 聚苯乙烯模型表面光滑、融合良好的珠粒表面（A）10×（B）20×（B）
图4 光学显微照片表明聚苯乙烯模型表面（A）融合不良（B）融合良好25×
渗入涂料，这样在浇注时，珠粒融化热解使涂料层尖峰直接与流动的熔融的金属相接触，涂料层尖峰被冲刷掉入铸件中产生涂料夹渣，而气孔缺陷则与涂料所吸附的聚合物热解直接相关。
1．3 表面珠粒融合不良
模型表面珠粒融合不良的原因在于模具温度低、蒸汽压力低或融合时间不当。融合不良的模型表面容易使涂料向表面珠粒间隙中渗透，在浇注期间容易造成涂料层脱落，在铸铝及铸铁件中容易形成非金属夹杂物和气孔缺陷。模型内部珠粒融合不完全在铸铝件中减少皱皮缺陷，然而，表面珠粒融合良好对生产高质量铸件是至关重要的。
珠粒表面光滑、融合良好的聚苯乙烯模型如图3所示。珠粒边界融合紧密，耐火涂料不会向珠粒之间渗透。边缘融合不良及融合良好的模型表面如图4（A）及4（B）所示。这两张照片是用一般光学显微镜，把模型放在目镜之上进行拍摄的。在边缘融合不良的模型表面珠粒之间具有间隙。如图4（B）所示，珠粒紧密结合，所形成的边界具有最小间隙。
（A）（B）
图5脱模顶杆下面珠粒融合不良放大10×
在脱模顶杆下表面融合不良的珠粒如图5所示。在顶杆下面的模型部位由于蒸汽不足，珠粒不能达到良好的融合。
浇注系统往往采用聚苯乙烯板材切割而成，其内部有许多孔洞，很容易造成涂料向表面珠粒深处渗透。涂料向横浇道切割表面深处渗透的情况如图6所示。在有些情况下，涂料可以渗透到表面珠粒以下深达
2.54mm。铸铝及铸铁件珠粒状表面是由于珠粒状模型表面造成的，这部分内容将在本书第二节“铸铝件缺陷”进行讨论。图6 珠粒状表面表明珠粒融合不良导致横浇道断面涂料渗入
1．4 表面珠粒过烧
模型表面过烧缺陷如图7所示。为清楚地描述珠粒过烧的部位，图中模型表面喷涂渗入了一层颜料。
过烧造成表面珠粒破坏的外观如图8所示。模具局部温度过高容易造成这种缺陷。过烧通常是蒸汽压力过高、蒸汽通入时间过长或模具局部过热造成的。模具局部温度过高容易使珠粒过热，引起珠粒晶胞过分膨胀、燃烧和破坏。珠粒破坏使模型局部表面十分粗糙，不能满足生产要求。图7 表面过烧缺陷处涂以渗透颜料后放大1.5×图8 表面过烧导致表面珠粒破坏的外观分别放大（A）10×和（B）20×
图9模具配合不符引起的模型出现飞边
飞边使模型胶合面积增大并消耗较多的胶合剂
1．5 珠粒飞边或毛刺
为避免在模具分模面处形成飞边，必须减小模具的尺寸公差。图9列举了模具定位不当引起飞边的实例。模具配合面处的飞边一定要去除，否则在分块模型胶合时由于所需胶量过多在胶合面之间产生气体，表面光滑的模具会提高模型的质量，由于铸件严格复现模型，如果这些飞边不去除，就会出现在铸件上，关于铸铝件的飞边将在本书第二章“铸铝件缺陷”进行讨论。
1．6 模型尺寸偏差
模型尺寸偏差及不稳定是由于起模、储运、熟化时间不稳定及成型周期不严格，模型产生无法预料的膨胀或收缩而造成的。使模型尺寸偏差加大的原因包括：模型生产控制不合理（模型密度不一致，局部排气孔和顶杆设计不当，珠粒中戊烷含量不稳定或蒸汽分布不均匀）、模型熟化控制不当（熟化周期不稳定、熟化温度控制不稳定、模型熟化时间及模型密度不同）以及模型操作不合理，尺寸偏差与传统铸造中收缩余量不当十分类似。
熟化是指模型从成型到使用所间隔的时间。模型从模具中脱模后，其晶胞温度还较高，而且可渗透空气、蒸汽及戊烷。脱模时晶胞壁还处在柔软阶段，这样脱模后模型尺寸变化迅速，这是因为蒸汽和戊烷的冷凝、模型吸入空气及水蒸汽所造成的，模型放置几周后产生的较大收缩是由于戊烷的逸出、聚合物结构中的应力释放所引起的。收缩是无法避免的，但是通过采用恒定的成型周期和使用前固定的存放时间，模型尺寸还是可以控制的。
由密度为0.021g/cm3的聚苯乙烯“T”珠粒制作的模型其收缩曲线如图10所示。该图表明在成型后的最初几小时模型尺寸变化很快。戊烷含量、珠粒密度、端面尺寸、存储环境和存储时间对模型尺寸变化都有一定的影响，必须控制以获得可重复生产和时间（日）
图10 密度为0.021g/cm3聚苯乙烯制作的“T”模型的收缩曲线
尺寸精确的模型。一般情况下，高密度模型收缩量小于低密度模型。
在研究某些聚苯乙烯模型尺寸时所用的测试锥台如图11所示。其中对“A”、“B”和“C”处尺寸的测量是从脱模后大约10周后对0.025g/cm3的锥台试件测出的。“A”和“C”的尺寸变化与原始模具尺寸相比
分别如图12和13所示。“A”的尺寸非常靠近加料枪。脱模时模型上尺寸“A”比模具尺寸大约大0.6％，熟化期间尺寸“A”缩小，直到10周后比模具尺寸大约大0.1％为止，如图12所示，大部分模型的尺寸在脱模时都稍小于模具尺寸，而熟化的收缩到小于模具尺寸大约0.7％—0.8％。
尺寸“C”随时间变化如图13所示，脱模时尺寸“C”大约比模具尺寸小0.6%，熟化10周后大约小于模具尺寸的0.7%，尺寸“C”距加料枪最近。
这些数据说明模型几何尺寸和加料枪位置对模型收缩和尺寸的影响，虽然“A”和“C”两处的相对收缩量相同（≈0.5%）最终尺寸还是稍有差别（“A”超过模具尺寸0.1%，而“C”小于模具尺寸1.1%）。模型尺寸的这些偏差可能需要翻修模具。
模型的其他处理过程也会引起尺寸变化：包括排气孔位置，蒸汽分布、蒸汽温度、脱模温度及熟化温度，但变化量非常小。
模型尺寸的变化的测量用目测是无法进行的，为确定模型尺寸的准确性，可以使用样板、坐标测量仪或非接触测量仪进行精确测量。
存放时间（分）
图12和原模具尺寸相比13个密度为0.025g/cm3EPS锥台测试模型“A”尺寸
存放时间（分）
图13和原模具尺寸相比13个密度为0.025g/cm3的聚苯乙烯
锥台测试模型尺寸“C”的变化
1．7 模型污染
模型污染是一个不太严格的用语，表示模型中含有的任何类型的杂质。杂质可能是来自加料枪的灰尘或锈癍、来自压缩空气管道的粉尘、来自压缩空气系统进入空气管道的油污，或在某些情况下来自生产过程的聚合物残渣。
图14中所描述的污染情况是相当明显的，其他类型的污染如聚合物残渣，可能是非常难以清除的。在光线较暗处检测时往往可以看到聚合物残渣，因为它具有荧光性质。
薄壁模型也可以用强背光进行检查，因为它可使聚合物残渣在模型薄壁处产生可见的阴影。图14这种类型的模型污染（1×）是很明显的，实际上其他类型的污染是很难清除的1．8 脱模缺陷
从模具模腔中脱模时必须十分仔细，因为在脱模时模型温度仍然较高而且十分柔软，但容易损坏。
用于脱模的压缩空气所造成的珠粒压陷如图15和16所示，由于压缩空气破坏珠粒表面而造成压陷。（A）(B)图15从温度较高的模具中用压缩空气使模型
脱模时造成的珠粒压陷，A（10×），B（20×）
（A）（B）图16从温度较高的模型中用压缩空气使模型脱模时
造成的珠粒凹陷A（10×），B（40×）
用顶杆脱模也会损坏柔软的模型表面，由机械脱模顶杆引起的模型损坏如图17所示。如果只顶模型的某些部位或顶在成型机某个角上或集中顶在托架某个部位，都有可能造成模型损坏。
图17机械脱模顶杆对柔软的图18储运不当造成模具凹
模型表面造成的损坏痕的一个实例
图19图示为管理不当造成模型损坏的实例中的两幅照片（10×）
1．9 储存、管理和运输造成的损坏
为避免模型损坏和变形，在储存和运输中必须谨慎操作，包装箱可采用木材或其他硬质材料，但模型应该用聚苯乙烯薄片或板条支撑和间隔起来。在装运过程中不小心造成的压痕会如实地复现在铸件上。管理不当造成模型损坏的几个实例如图18—20所示。
图20图示为泡沫模型管理不当造成损坏的照片
第二章铸铝件缺陷
铸造厂接受模型后，首先进行胶合及装配、浸涂、干燥并准备好最后进行生产铸件。浇注前的准备工作包括组装横浇道和直浇道、浸涂、干燥、放入砂箱、填入干砂并将模型周围的干砂震动紧实以便在浇注过程中提供支撑。
2．1 冷隔
冷隔往往在铸件表面呈线形不连续分布，表示在此处两股液态金属前沿相遇但未完全融合。冷隔通常出现在铸件的薄壁处及距离内浇道较远的部位。液态金属在充入铸件过程中常常出现流股分离，流股前沿相遇时不能完全融合。
冷隔处通常含有氧化物薄膜和模型热解残留物，可用光学及电子显微镜进行观察。使冷隔情况加剧的原因包括浇注温度低、液态金属氧化、模型质量低（密度过高、密度不均匀、用胶量过多、表面胶合不良等）以及液态金属充型出现紊流等。
356铸铝汽缸盖断口表面的氧化物冷隔如图21所示。这种冷隔一般出现在液态金属必须流经较长薄壁端面才能到达的部位，在冷隔表面常伴有氧化物薄膜。冷隔表面没有发现肉眼可分辨的
图21356铝气缸盖铸件断面上出现的氧化物冷隔
其他有机残留物，汽缸盖铸件上出现的类似冷隔缺陷如图22所示。
冷隔停流或冷隔折痕类似于冷隔，在铸件表面往往表现为不连续分布，冷隔停流是由于液态金属温度过低在两股金属流相遇
图22与图21所示的356铝汽缸盖铸件上类似的冷隔缺陷
图23消失模铝铸件中薄壁横断面的冷隔
处不能融合。铸铝件薄壁横断面的冷隔停留如图23所示。
造成冷隔停流发生的主要原因是液态金属流动性差（浇注温度低、金属中合金成分不合理及氧化铝含量较高）、模型质量低（密度过高、密度不均匀、用胶过量及模型表面珠粒粗糙），这样在金属充填时加速了热量损耗，以及涂层导热系数过高。
冷隔及冷隔停流与传统铸造工艺所内容能观察到的铸件表面冷隔、轻度冷隔、氧化皮及光亮碳等在性质上是类似的。
2．2 浇不足
浇不足常出现在浇注时，铸件不能完全充满的部位，通常发生在铸件的薄壁处，尤其是液态金属从内浇道必须流经较长距离才能到达的部位。
造成浇不足发生的主要原因是，浇注温度低、金属凝固区域宽、液态金属中含有较高的氧化物聚集、模型密度过高、涂层及
图24铸铝试件薄壁处浇不足缺陷干砂透气性较差以及液态金属充型出现紊流等。铸铝试件薄壁处浇不足缺陷如图24所示。在传统铸造工艺中也可观察到类似的缺陷。
2．3 气孔
铸件中局部气体压力超过金属压头时就会出现气孔。较高的气体压力容易使正在凝固的金属中产生或多或少的球形气孔。气孔通常出现在或接近铸件表面，起直径范围从针头大小到直径6.35mm或更大的孔洞。气孔往往因孔壁表面光滑而和收缩缺陷相区别。气孔缺陷形成的原因是，涂层过湿、模型或胶合剂的有机物残渣、模型珠粒表面融合不良及金属中含有气体。
加剧气孔发生的原因包括：模型密度过高、模型表面粗糙、涂层过厚、用胶量过多、充型时金属紊流卷入气体、聚苯乙烯被包围造成有机物残渣、涂层及干砂透气性过高以及金属浇注温度过高或过低。
356铸铝汽缸盖中的气孔缺陷如图25所示。这种气孔缺陷是
图25 356铸铝气缸盖发生的气孔缺陷注意气孔内表面附有一层黑色碳膜
由铝液包围模型解热产物所造成的，这可由孔隙内部存在的含碳涂层薄膜加以证实。
图26铸铝件薄壁断面处出现的更为分散性气孔图27靠近两股金属前沿相遇冷隔处的与图26所示相似的气孔
铸铝件薄壁断面处更为分散性气孔如图26所示，在靠近两股金属前沿向遇形成冷隔停留处也有类似的孔洞。如图27所示。图26和27所示的孔洞离内浇道有一定的距离。很有可能气体是在金属液流经铸型时卷入的，在靠近内浇道处反而未出现孔洞。图28照片所示413B铸铝排气歧管靠近胶合面的气孔缺陷
图29上图所示为413B铸铝排气歧管缺陷部位抛光断面照片413B铸铝水冷排气歧管中的气孔缺陷如图28所示，模型采用0.027g/cm3聚苯乙烯珠粒制成，浸涂铝硅耐火涂料。气孔缺陷沿内外管之间的胶合面出现，气体逸出途中在此部位受阻。
高密度胶合剂的热解产物产生的气体大于涂层与干砂的综合排气能力，气体背压引起金属在此部位未完全充满前就已凝固。缺陷部位抛光断面如图29所示，缺陷处并无外来物质。
2．4 金属杂质
杂质金属或铁豆都是陷入铸件内未完全熔化的球形金属小颗粒。铁豆通常呈圆球壮，有时包有一层碳质有机残留物质，而且一般都与气孔缺陷相关。在传统铸造工艺中也可以观察到铁豆缺陷。铁豆是在金属进入铸型时冷却凝固的，但在充填铸型后未能与金属重新熔合。
由于充型时金属的紊流，流动的金属前沿也能形成球形金属图30 356铸铝气缸盖断面出现的铁豆缺陷，（A）4×，（B）3.7×
液滴，这样液滴凝固后在铸型完全充满时未能重新熔化，这些液滴可能被液态聚合物所包围，聚合物分解产物被熔融金属包围后产生气相物质不能从铸件中排出。在型壁塌陷处的气孔缺陷中，少量金属渗入孔隙也可形成铁豆。
356铸铝汽缸盖断面上铁豆的两个实例如图30所示，铁豆和铸件皮下气孔密切相关。在气孔内表面有时还会出现碳质残留物。
2．5 显微缩松
显微缩松具有海绵状特性，使金属密度降低。显微缩松一般是分散的，表明它是在凝固阶段形成的。缩松是由于凝固期间不能补缩枝晶间的收缩而造成的。金属中溶解的气体可能与缩松混在一起使缩松体积增大。显微缩松由表面不规则的微孔组成通常出现在枝晶发达的区域，在传统铸造工艺中也经常发生。
加剧显微缩松发生的原因包括，金属中溶解气体，浇注侵涂干燥不彻底的模型，金属充型时发生紊流及浇注温度过高等。图31上图所示为铸铝消失模试件的珠粒状表面
2．6 珠粒状铸件表面
珠粒状铸件表面是由于模型表面融和不良引起的、严重出现珠粒状模型表面造成铸件表面也呈现珠粒状。
具有珠粒状表面的铸件不宜用作承受疲劳及动态载荷的场合，因为珠粒间渗入的涂料可能产生应力集中形成初始裂纹。
356铸铝试件的珠粒状表面如图31所示。铸铁件的珠粒状表面如图32所示。珠粒状表面可与传统砂型铸造中由粗砂或铸型涂料不足造成的粗糙铸态表面相比。
2．7 浇不满
铸型充型不合理会造成浇不满，浇不满可能是由于气体背压造成的。铸型透气性差、浇注系统设计不合理引起气体背压或浇注温度低都会造成浇不满。这种缺陷在传统工艺中也能观察到。图32上图所示为铸铁消失模铸件的珠粒状表面
图33 照片所示为铸件模具错位缺陷
2．8 模具错位
铸件上错边缺陷实际上是与模型生产密切相关的。模具错位往往会导致在错位处产生多余珠粒。模具错位在铸铝锥台试件中心孔处产生的飞边如图33所示，以观察到在加料枪下面珠粒未完全融合，在传统铸造的合箱对位不准确通常很容易造成错箱。
2．9 粘砂和烧结
粘砂和烧结缺陷是砂粒和金属混合在一起粘附在铸件表面金属穿过涂层的裂缝或微孔进入周围的砂粒中就会形成这种缺陷，清除粘砂层时仔细检查粘砂部位通常可以证实铸件表面在凸出的不规则金属带或脉纹状毛刺。涂层裂纹通常是由涂层和砂粒之间结合不良或热膨胀差别过大所引起的，裂纹一般发生在于砂膨胀机械受阻的热节点出如孔及受限的部位。穿透涂层裂纹使金属进入高温干砂中。
319铸铝进气岐管螺栓孔处的粘砂缺陷如图34所示，该铸件采用0.024g/cm3聚苯乙烯模型并浸涂波美度为55—60的耐火涂料，螺孔水平放置，粘砂发生在干砂难以充填紧实的区域。在下面低倍放大的照片（图34（B））中还可发现上述螺孔部位出现冷隔。冷隔是由于模型的解热产物被金属包围所造成的。
图34 319铸铝件发生的金属粘砂缺陷，其中（A）表示砂箱方向穿过粘砂层断面抛光照片如图35所示，在涂层损坏的地方也可发现粘砂，起原因可能是干砂未能提供足够的支撑，铝液穿过裂纹进入密度较低的干砂中。图35 319铸铝件螺栓孔处金属粘砂缺陷的断面照片25倍
烧结是在金属及砂型界面金属和干砂混合不太严重的情况，一般可通过喷丸清理加以清楚。356铸铝测试锥台的烧结情况如图36所示，烧结发生在铸件的尖角处。尖角处干砂持续承受液相线以上的高温，涂层受结构上的约束，使干砂和涂层之间的热膨胀差别加大，尖角处干砂也难以紧实。
图36 356铸铝试验锥台件上的烧结缺陷
2．10 偏芯或漂芯
当砂芯刚度或高温强度不够而承受不住金属充填及凝固期间造成的静、动态压力时，在消失模铸件中也可能发生偏芯或漂芯现象。
图37 采用0.025g/cm3聚苯乙烯模型生产的铸铝件上出现的偏芯和砂芯上浮
（A）此局部断面带有一个盲孔，是从试块的取样
（B）表示铸件涂料和粘砂的一个断面，25×放大
356铸铝件盲孔中的偏芯如图37所示，盲孔下部的小块渗进了涂料，模型的气体热解产物不能通过密实的涂层排出，在铸件表面造成气孔缺陷。盲孔中干砂和涂料受浮力迫使砂芯浮向铸件表面。此类缺陷的另一个实例如图38所示。图38 照片所示为采用0.025g/cm3聚苯乙烯模型生产的356铸铝试块出现的偏芯
（A）型芯断裂伸向铸件面，低倍放大
带有盲孔德一角图示为#280号块
第三章铸铁件缺陷
采用消失模生产铸铁件其工艺过程与生产铸铝件类似，主要区别在于模型所用的涂料具有更高的透气性和耐火度，采用透气性更好的背砂在浇注期间使模型热解气体产物容易排出。
3．1 碳夹杂物缺陷
碳夹杂物是模型或胶合剂解热产物卷入金属所形成的，碳夹杂物在铸型上表面使铸件产生皱皮和折叠，形成冷隔或凹坑。卷入的解热产物通常形成碳薄膜或窄条。由气体造成的小孔也与碳夹杂物有关。
造成碳夹杂物缺陷的因素包括，涂料和干砂系统透气性或导热性差、模型质量低（密度过高、用胶量过大）、浇注系统不合理（金属充填不平稳、金属压头过低、浇注时间过长）、模型放置方向或位置不当（大平面位于铸件上部）以及浇注条件不合理，包括浇注温度低及真空度不够等。
在传统铸铁件生产中也会出现类似的缺陷，称为亮碳缺陷。在传统铸造中是由铸型和砂芯的附和物、粘结剂和分型剂形成的残留物卷入铸件所造成的。亮碳缺陷的外观类似于消失模铸造件中的碳夹杂物。
（A）（B）
图39铸件杆状井盖铸件上出现的碳夹杂物，（A）0.9×（B）200×
重量为2.3Kg的灰铁下水道井盖铸件的碳夹杂物缺陷如图39所示。模型采用0.021g/cm3聚苯乙烯制成，用玻美度为55的陶瓷耐火涂料浸涂，结果铸件表面出现皱皮缺陷。穿过皱皮经抛光的断面，在皱皮处出现碳膜，如图39（B）所示。
铸件采用顶注，设有四个5.1×5.1mm的内浇道，在流经薄壁
（A）（B）
图40 灰铁阀体法兰铸件上的碳夹杂物（A）50×（B）200×图41图40（B）所示试样的碳膜EDX光谱分析结果
断面时充填速度低，使充填不平稳，造成聚合物解热产物（碳残留物）被卷入。加大内浇道面积提高充型速度可消除这种缺陷。
重量为45Kg的灰铁阀体铸件的碳夹杂物缺陷如图40所示。模型采用0.021g/cm3聚苯乙烯制成，用波美度为67—69的铝矾土耐火涂料浸涂，结果在上表面产生皱皮，外观常与碳缺陷物有关。从缺陷断面的基体上发现大片状碳化物，它主要由碳构成，其X-射线能谱分析结果如图41所示。此缺陷处还发现有气孔，气体可能是模型热解产物卷入后产生的。
薄壁灰铁钢套铸件上的碳夹杂物缺陷如图42所示。模型采用0.019g/cm3聚苯乙烯制成，用玻美度为59～69°的陶瓷耐火涂料浸涂，结果产生的皱皮缺陷外观常与碳残留物有关，如图42（A）所示此部位断面如图42（B）所示。此缺陷发生的位置是不多见的因为它出现在铸件的侧面，直接位于内浇道底部，而碳夹杂物缺陷通常出现在铸件的上表面。采用不同的涂料可以消除这种缺陷。
在球铁星型齿轮铸件中碳缺陷与气孔有关，如图43所示，模型采用0.040g/cm3聚苯乙烯板材手工切割制成，为使表面光滑涂上一层石蜡，其X-射线（EDX）能谱缺陷分析的结果如图44所示，缺陷主要由碳组成，同时围绕基体含铁量增多，使用石蜡打光模型粗糙表面及密度相对较高的聚苯乙烯产生的碳残留物难以通过涂料消除，这样就造成了缺陷。
（A）（B）
图42 灰铁汽缸套上的碳缺陷（A）0.9×（B）50×
球铁铸件沿胶合面包含的碳夹杂物如图45所示。在这种情况下，胶合剂解热形成碳缺陷，从胶合面经抛光的断面如图45所示，碳层沿断面表面出现。三个其它消失模铸件上的典型碳残留夹杂物如图47到图49所示。
3．2 粘砂和干砂烧结
（A）（B）
图43 球铁链轮部分的碳夹杂物缺陷（A）25×（B）200×
图44 球铁链轮部分碳缺陷的EDX光谱分析结果
粘砂和干砂烧结缺陷由砂粒和金属的混合物组成，粘附在铸件表面。这种情况是有金属透过涂层的裂纹或孔隙进入周围的干砂中所形成的。
加剧粘砂缺陷趋势的因素包括，局部干砂紧实密度过低、涂层透气性过大，承受高温的部位涂层过薄、金属压头过大以及金属浇注温度过高等。
（A）（B）
图45 球铁铸件沿胶合面包含的碳夹杂物（A）25×（B）200×图46 球铁铸件胶合面上的碳残留物断面（B）200×烧结就是薄层干砂、涂层和金属粘附在铸件表面上，也属不太严重的粘砂，可通过喷丸清理加以清除，粘砂和烧结两种缺陷一般与两个条件有关，即局部干砂紧实不够及铸件表面凝固之前砂温较高，在消失模铸铁及铸铝件中都可产生，但在铸铁件中更
为普遍，因为铸铁温度高、表面张力小以及压头较高。在铸铝件中这种缺陷通常与干砂紧实密度较低有关。在传统铸铁件产生中也会出现类似的缺陷，称为机械粘砂和金属渗漏。这种缺陷一般出现在砂温较高及紧实密度较低的部位。图47 球铁件碳夹杂物
图48 球铁件碳夹杂物缺陷
图49 消失模铸件中典型的碳残留夹杂物缺陷
消失模铸铁件螺栓孔处的粘砂如图50所示。金属凝固之前螺栓孔处砂温较高以及干砂紧实不够二者共同造成这种缺陷。图51
图50 照片所示为铸件穿过螺栓孔的金属粘砂图51 由于紧实不当引起的铸铁件粘砂表示另一个类似的缺陷。注意模型的悬垂部分使干砂在此部位难以充填和紧实。
其他一些铸铁件金属粘砂的情况如图52所示。这种缺陷常发生在内浇道附近，在浇注期间这些部位砂子被过热到很高温度，并且在金属凝固刚开始之前一直保持高温。
图52 铸件靠近内浇道的金属粘砂
图53 灰铁阀盖铸件的金属粘砂50×，干砂密度为1.50g/cm3从灰铁阀盖内部清除的金属粘砂如图53所示，模型采用0.021g/cm3聚苯乙烯制成，用玻美度为51的硅酸铝耐火涂料浸涂，结果缺陷发生在干砂难以充填和紧实的部位以及有厚大金属断面所包围的较薄砂层部位。涂层上产生的裂纹使金属透过涂层将砂粒包裹。与消失模铸型紧实密度要求达到1.62—1.68g/cm3相比，该缺陷部位干砂紧实密度大约为
1.50g/cm3.3．3 紧实变形铸件尺寸变化可能是由于模型变形引起的，模型变形往往是在干砂紧实期间由于砂粒的大量迁移所造成的。这些缺陷在铸铝及铸铁件中都可能发生，尤其在面积较大的薄壁铸件中最为普遍。
加剧紧实变形缺陷的因素包括，砂粒充填速度过快、紧实期间震动加速度过大、砂粒充填不均匀、砂箱震动不平衡、涂层刚性过低（刚度低或涂层太薄）、模型簇设计或放置不当以及模型质量低（胶合面强度过
低、模型密度太小）等。
在传统铸铁件生产中也会出现类似的缺陷，其原因一般是模型翘曲、干砂紧实期间模样及铸型刚性不够以及铸件落砂过早。图54 球铁排气歧管铸件的EPS模型变形，模型密度为0.021g/cm3球铁排气歧管的变形如图54所示，模型采用0.020g/cm3聚苯乙烯珠粒制成，用玻美度为70的硅酸铝耐火涂料浸涂，设两个内浇道，在砂箱中垂直放置，在紧实期间干砂的震动造成排气管变形。改进模型簇设计提高组合刚度可使铸件变形大大减轻。
3．4 非金属夹杂物
非金属夹杂物是由卷入的非金属有机残留物形成的，典型的非金属夹杂物包括干砂、夹渣、氧化物及带入金属内的涂料等。非金属夹杂物常常出现在或靠近模型上表面。由于通常附有碳的残留物，因此非金属夹杂物常显黑色。
加剧非金属夹杂物形成的因素包括，模型质量低（珠粒表面融合不良、内浇道和横浇道用板材切割表面粗糙使涂料渗入、涂层过薄、涂层从模型上脱落）、金属处理不合理（夹渣混入、金属氧化、浇注断流）、浇注操作不当（浇口杯掉砂、干砂隔离不当）以及金属充型速度过快等。
（A）（B）
图55 球铁齿轮轮毂铸件上出现的夹杂物（涂料）缺陷（A）25×（B）200×
在传统铸铁件生产中也经常出现夹杂物缺陷，这些夹杂物可能由夹渣、砂粒、浮渣及耐火涂料组成。
采用表面珠粒融合不良的模型，当金属通过浇注系统快速
（A）（B）
图56球铁齿轮轮毂铸件上出现的夹杂物（涂料）缺陷（A）25×(B)200×浇注时，珠粒之间渗入的涂料就会被带入铸型。气孔缺陷常与涂料夹杂物有关，因为热解产物首先凝结在涂层上，然后被金属包围时分解产生气体，在传统铸造生产中也经常发现气孔与非金属夹杂物混在一起，缺陷与夹渣有关。
冲刷进入某球铁齿轮轮毂的涂料浸蚀碎片如图55所示，图55（B）中的箭头指的是铸件中侵入的砂粒。用硅酸铝耐火涂料浸涂0.024g/cm3PMMA模型进行生产后，浸蚀性涂料在整个缺陷部位不再出现。在球化不良的某些部位还会出现气孔。图57 图56所示的夹杂物缺陷的EDX光谱分析结果
图58 硅酸铝基涂料的能谱X-射线光谱分析结果，其中主要成份为铝和硅
球铁件中的非金属夹杂物如图56所示，金属包围的片状涂层明显可见，在图56（A）中还出现了夹渣。
图56所示涂层的EDX光谱分析结果如图57所示，涂层部分主要由硅和铝组成，并含有少量氧化钙、二氧化钛、三氧化二铁和碳等，其中碳可能来自模型的热分解。附在模型上涂料经EDX（X-射线能谱）光谱分析结果如图58所示。在缺陷的部位可发现含量较高的三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛及三氧化二铁等微区。金和钯的微区来自涂料中的导电材料，片状石墨的行貌表明夹渣可能也是这种夹杂物形成的一个因素。图59 球铁铸件上出现的夹杂物
球铁铸件断口上的非金属夹杂物如图59所示，模型采用0.021g/cm3聚苯乙烯珠粒制成，用硅酸铝耐火涂料浸涂，在高倍显微镜下观察两个缺陷的行貌如图60所示，其夹杂物的组成为夹渣、二氧化硅砂粒和涂层的混合物。
球铁件加工表面的夹杂物如图61所示，模型采用EPMMA：EPS为75：25、密度为0.024g/cm3的聚苯乙烯制成，用硅酸铝耐火涂料浸涂，其夹杂物由二氧化硅砂粒和球铁中的氧化物组成，图61（B）中标有的“A”的氧化物的EDX光谱分析结果如图62所示，其中二氧化硅、氧化镁和三氧化二铁处能峰很高，并带有
图60 照片所示为球铁铸件中由夹渣、砂粒和涂料造成的夹杂物缺陷
（A）200×，（B）25×
所示。其中二氧化硅、氧化镁和三氧化二铁处能峰很高，并带有三氧化二铝、氧化钙及氧化镁的较小能峰。产生这些氧化物最可能的原因是球铁中的局部夹渣产物。氧化物的来源可能包括浇注期间空气的卷入以及模型中含有水分所致。图61（B）中标有“B”的二氧化硅砂粒的EDX光谱分析结果如图63所示。
球铁铸件加工表面的夹杂物如图64所示，其铸造工艺与产生
图61 球铁件中的非金属夹杂物（A）20×（B）60×
61所示缺陷的工艺类似，从夹杂物的抛光断面如图65所示。图65（B）中的残渣有夹渣产物和涂料组成。图65（B）中标有“A”的夹渣产物的EDX光谱分析结果如图66所示，这些产物由三氧化
图62 图61（B）标有“A”的夹杂物的EDX光谱分析结果
图63 图61（B）标有“B”的金属的EDX光谱分析结果
二铝“B”的涂层颗粒的EDX光谱分析结果如图67所示，它主要由硅酸铝组成，氧化性气体也有可能形成这种缺陷。
3．5 偏芯或漂芯
当砂芯刚度或其高温强度较低不能承受充型和凝固造成的静、动态压力时，在消失模铸造中也会发生偏芯和漂芯现象。砂图64球铁铸件中的气孔和非金属夹杂物
图65 球铁铸件中的气孔和非金属夹杂物（A）100×（B）500×
芯透气性差也可能产生偏芯，模型热解生成的气体可能引起局部干砂呈流态化，使砂芯刚度降低，这样和金属静压头共同作用可图66 图65（B）标有“A”的基本材料的EDX光谱分析结果
图67 图65（B）标有“B”的基本材料的EDX光谱分析结果图68 照片表示某EP灰铁铸件中的漂芯缺陷使用高温强度大的涂料可增加砂芯上浮的阻力，填砂紧实时提高干砂温度、施加真空并使砂芯垂直放置，使砂芯承受压力而不受拉力和剪切力，可以防止缺陷的产生，消失模铸造砂芯变形和漂浮与传统铸造非常相似。
铸铁生产比铸铝生产更容易发生偏芯，因为前者金属和干砂密度相差较大。只有涂料的高温强度和砂粒之间的相互嵌套作用力才能保持砂芯处于适当的位置，涂层必须具有足够的强度以抵抗作用在砂芯上的浮力。灰铁铸件中的漂芯现象如图68所示，砂芯长约61mm，垂直放置，涂料的高温强度低不能承受浮力作用，迫使气体分解产物通过砂芯的排出通道受阻或延长，也可能降低砂粒之间的相互嵌套作用。作用在砂芯上的浮力使涂层产生裂纹，使砂芯向螺栓凸台一边漂移。使用高温强度较高的涂料可以消除漂芯现象。
图69 阀盖灰铁件中的干砂流态化模型漂浮缺陷
3．6 模型漂浮
模型漂浮是浇注期间产生的过量气体和金属压力造成的，铸型内部静、动压力较高，将干砂呈流态化，造成模型“上浮”使铸件尺寸涨大，在传统铸件中也有类似的缺陷，称为“抬箱”。
灰铁阀盖铸件箱上的模型漂浮缺陷如图69所示，模型顶部砂层高度不够，在模型分解气体的共同作用下，使干砂流态化，金属静压头迫使铸件移向砂箱顶部，使用压铁、增大顶部砂层高度或抽真空排除气体、提高干砂相互之间的摩擦力都可以消除这种缺陷。
3．7 铸型侵蚀
铸型侵蚀使铸件产生粗糙斑点和多余金属。侵蚀是浇注过程金属冲刷涂层造成的，通常发生在高速流动的金属冲击铸型表面的部位，如曲率半径较小和断面减小的地方。浸蚀缺陷一般是难以接受的，因为冲入铸件的杂质产生非金属夹杂物，导致机械加工问题。图70 此图为由浇注工艺不合理造成的直浇道铸型溃散
缺陷加剧铸型浸蚀缺陷的因素包括，内浇道小使金属充型速度过快、浇注温度过高以及涂层高温强度过低等，在传统铸造生产中也有类似的缺陷，称之为浸蚀、冲砂。
3．8 热裂
热裂是铸件中的拉伸断裂，发生在高温阶段当干砂被加热（膨胀）和金属冷却（收缩）的部位。热裂通常出现在热节处，此处膨胀的干砂约束了金属的收缩。在铸件壁上热裂一般表现为线形或平面裂纹，热裂处往往颜色较暗，因为高温使裂纹表面发生氧化。在传统铸造生产中也发生热裂。
3．9 铸型溃散
铸型或砂芯溃散是干砂从型壁、砂芯或吊砂部位脱落时发生的，铸型或砂芯溃散通常是由于浇注中断造成的，浇注中断使金属前沿停止流动，但因为金属的辐射加热使模型继续烧失，这样使金属和模型之间产生间隙。如果涂层强度不足以承受干砂的压力，就会造成铸型溃散。图71 由浇注速度过慢造成的直浇道铸型溃散缺陷
抽真空提高铸型刚度，快速连续浇注可以使铸型溃散减小到最低程度。在传统铸造中铸型溃散称为“塌箱缺陷”。
消失模工艺底注铸件中发生的铸型溃散情况如图70所示，铸型溃散可能是浇注中锻造成的，液体金属一旦从直浇道排空，干砂压力就造成直浇道砂型溃散。某个类似的缺陷如图71所示。
3．10 结论
以上内容介绍了模型、铸铝和铸铁件在消失模生产中某些常见的缺陷。消失模铸造工艺正在不断发展，可能还会发现更多的其他缺陷。由于描述消失模铸件缺陷的术语比较混乱，这只有通过对资料齐全的缺陷的讨论和认真分析才能最终解决。
在未来的研究中，不仅要对常见的缺陷清楚地分析其主要原因，而且要提出消除这些缺陷的有效方法，这需要人们付出艰巨的努力。消失模铸造铸铁件的皱皮缺陷
消失模铸造（印C）的复印能力极好，可以获得高精度的铸件。但由于受EPS质量、铁水温度，涂料透气性能，真空度等因素的影响，铸件表面会形成皱纹状或桔皮状凹陷，此种缺陷我们称皱皮缺陷。
根据凹陷深度，对皱皮缺陷的程度简单分级如下表：
皱皮深度（mm） <0.1 0.2—0.4 0.5—0.7 0.8—1.0 >1.0
缺陷等级 1 2 3 4 5
《皱皮缺陷的形成》
泡沫模型所用的EPS珠粒各生产厂家的质量不尽相同。铸造用泡沫希望获得较小的密度和较短的气化时间。实验证明，有的EPS泡沫发气时间只有30秒，有的长达100秒，这是由于聚苯乙烯的聚合度、分子量以及发泡剂的含量有所差别，成型发泡工艺条件不同所致。
铁水注入型腔时，EPS泡沫集聚收缩，呈玻璃状塑胶物，同时裂解气化。随着浇注过程的延续，EPS的分解向前推移。
浇注过程中，一部分分解产物通过真空系统排放到大气中；一部分低聚合物在型砂或涂料的空隙，再次凝聚成液状物；还有一部分焦状残留物附着在涂料层内表面（型腔）或卷入铁水里。聚苯乙烯泡沫气化分解过程中吸收大量热能，铁水前沿温度下降很多，假如浇注时残留的胶状物来不及气化，而是呈瘤状物存在于涂层和铁水之间，铁水凝固期间，聚合物进一步分解，因此导致了碳缺陷和皱皮缺陷。
铁水由型腔底部平稳注入时的EPS分解过程。1：EPS型 2：涂料 3：玻璃状EPS 4：气化区 5：铁水
6：亮碳区 7：皱皮区
《EPS密度与铸铁件皱皮缺陷的关系》
实践证明，在相同的铁水温度条件下，EPS的密度直接影响皱皮缺陷的发生。下表是普通铸铁在1380℃浇注时，不同密度EPS模型的皱皮缺陷：
EPS模型密度（g/cm3）皱皮缺陷等级
0.016 0
0.018 1
0.020 2
0.024 4
在生产需要机加工的铸件时，密度大于0.018g/cm3的聚苯乙烯泡沫不宜选用。特别是采用冲天炉熔化铁水，升温困难时，一定要选用低密度的泡沫作模型，能防止皱皮缺陷发生。
《浇注温度与铸铁件皱皮缺陷的关系》
实践证明，相同密度的条件下，铁水的温度高皱皮发生的轻微或不发生；反之，低温铁水一定要发生皱皮缺陷，下表是0.018g/cm3密度的泡沫模型，浇注球墨铸铁件，不同温度时皱皮发生的情形：
浇注温度℃（g/cm3）皱皮缺陷等级
1450 0
1420—1390 0—1
1390—1370 1—2
1370以下 2—4级以上
提高铁水温度，可以加速EPS分解，减少玻璃EPS4及残留物的产生，有利于减轻皱皮缺陷的产生。
《初始负压度》
很多文章对初始负压度列举的绝对值出入很大，常常起误导作用。
笔者多年的实践经验中体会到，负压的绝对值不是固定不变的。为了获得理想的铸件，克服铸件的内在缺陷和外在缺陷，要根据铸件几何形状的不同，型砂粒度的不同，涂层厚薄不同，铁水温度不同和铸件组合的多少而灵活操作。因为，负压绝对值直接影响浇注速度，所以，控制负压值的目的，不要把注意点集中在EPS分解物吸出方面；而要控制铁水的给进速度和EPS气化分解速度同步。因此，笔者的经验是，在保证砂型不塌箱的前提下，负压绝对值越小越好。（请参看笔者的消失模铸造的皮下气孔和增碳一文）
《铸件几何形状与皱皮缺陷的差异》
铸件的相对表面积越大，越有利于EPS分解产物的排出，因此，有人借用模数概念定量地描述EPS模型是否出现皱皮的程度： V
M=—（cm）
F式中：V——EPS 模型体积（cm3）
F——EPS 模型表面积（cm2）
M值越小，皱皮与亮碳缺陷倾向也越小。
试验结果表明，球型铸件，皱皮倾向最大，平板件基本上不产生皱皮。
《结论》
克服铸铁件的皱皮缺陷最关键的有三点：
1 选用低密度的EPS泡沫作模型。
2 高温铁水浇注。
3 控制浇注速度与EPS气化速度同步。
消失模铸造缺陷的产生原理和解决方法 平静心788 2016-06-29 关注 看废品，查原因，找出解决问题的方法,然后,规范工艺纪律,使企业的效益上一个新的台阶。本文就消失模铸造常见的:碳缺陷、冷隔、皱皮、表面多肉、进渣、进砂、塌箱、粘砂、压痕、鼠咬痕等缺陷总结出产生的原因并提出解决方案。 1 碳缺陷产生的原理和解决方法 碳缺陷是消失模铸造特有的一种缺陷,表现为塑料泡沫熔化产物残留在铸件上,占据了铁液位置,造成碳缺陷。原因如下: 图1 1.1 负压不够 A. 工艺设计不够:有的企业片面控制粘砂,负压设计太低,如:灰铁铸件用-0.03Mpa,薄壁件勉强交货,厚大件因为气化物多,负压抽不及产生碳缺陷。 解决方法:修改工艺,提高箱内真空度。
B. 设备缺陷 (1)砂箱漏气:砂箱在负压作用下有丝丝漏气声,虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物,形成碳缺陷。 解决方法:焊补砂箱。 (2)砂箱纱网堵塞使负压抽不走气泡沫气化物,致使箱内负压低,形成碳缺陷。 解决方法:更换砂箱纱网。 (3)砂箱负压管道设计时截面积小,抽气流量不够, 虽然主管道负压表真空度很高,但砂箱内负压不够,抽不及泡沫气化物而形成碳缺陷。解决方法:加大抽气管道截面积a.加粗管道b.增加负压抽气管道。 图2 (4)自动负压对接装置偏移漏气,造成箱内负压低。 解决方法:检查负压对接装置。 (5)水循环真空泵缺水:无水密封引起负压低。 解决方法:检查水源供水。 (6)砂箱上口有浇注垃圾(塑料薄膜。铁和砂混合物),使塑料薄膜封不严砂箱,抽真空时漏气,形成碳缺陷。
解决方法:清理砂箱上口浇注垃圾。 图3 (7)橡胶管道与砂箱和负压阀门接口处漏气,箱内负压降低,形成碳缺陷。 解决方法: 用塑料薄膜堵漏。 (8)塑料薄膜抽到主管道内,阻挡气流畅通过,形成碳缺陷。 解决方法:一旦发现负压管道真空度不够,其他原因排除后,检查滤砂罐。 1.2 浇注过程引起负压不够 (1)浇口杯底部塑料薄膜在铁液浇注时被烫破,使箱内负压降低。形成碳缺陷。 解决方法: 浇口杯底部用泥条隔离塑料薄膜,避免烫破塑料薄膜。(2)浇注时浇包没有对准浇口杯,使铁液洒到浇口杯外,因散砂厚度不够,铁液烫破塑料薄膜,使箱内负压降低,形成碳缺陷。 解决方法:增加散砂厚度,铁液对准浇口杯浇注。
常见铸件缺陷分析缺陷种类，缺陷名称生产原因 多肉类飞翅（飞边） 1．砂型表面不光洁，分型面不增整 2．合理操作xx准确 3．砂箱未固紧 4．未放压铁，或过早除去压铁 5．芯头与芯座间有空隙 6．压射前机器调整、操作不正确 7．模具镶块、活块已磨损或损坏，锁紧元件失效8．模具强度不够，发生变形 9．铸件投影面积过大，锁模力不够 10．型壳内层有裂隙，涂料层太薄 毛刺 1.合型操作不准确 2.砂箱未固紧 3.芯头与芯座间有空隙 4.分型面加工精度不够 5.参考飞翅内容 抬箱 1．砂箱未固紧
2．压铁质量不够，或过早除去压铁 胀砂 1．砂型紧实度低： 壳型强度低 2．砂型表面硬度低 3．金属液压头过高 冲砂 1．砂型紧实度不够，型壳强度不够 2．浇注系统设计不合理 3．金属流速过快，充型不稳定 4．压射压力过高，压射速度过快 5．金属液头过高 掉砂 1．合型操作不正确 2．型砂紧实度不够 3．型壳强度不够，发生破裂 铸件缺陷分析 缺陷种类缺陷名称产生原因 多肉类外渗物（外渗豆）内渗物（内渗豆） 1．铸型、型号、型芯发气最大，透气性低，排气不畅2．合金液有偏析倾向
3．凝固温度范围宽或凝固速度过慢 xx类气孔、针孔 1．铸件结构设计不正确，热节过多、过大 2．铸型、型壳、型芯、涂料等发气量大，透气性低，排气不畅 3．凝固温度范围宽，凝固速度数低 4．合金液含气量高，氧化夹杂物多 5．凝固时外压低 6．冷铁表面未清理干净，未挂涂料或涂料烘透 7．铜合金脱氧不彻底 8．浇注温度过高，浇注速度过快 缩孔 1．铸件结构设计不合理，壁厚悬殊，过渡外圆角太小： 热节过多、过大 2．浇注系统、冷铁、冒口安放不合理，不利于定向凝固 3．冒口补缩效率低 4．浇注温度过高 5．压射建压时间长，增压不起作用撮终补压压力不足，或压室的充满度不合理 6．比压太小，余料饼术薄，补压不起作用 7．内浇道厚度过小，溢流槽容量不够 8．熔模的模组分布不合理，造成局部散热困难
消失模铸造的优缺点分析 优点：一、提高铸件质量，降低废品率 1．铸件尺寸形状精确，重复性好，具有精密铸造的特点；2．铸件的表面光洁度高；3．取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品； 4．不合箱、不取模，大大简化了造型工艺，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品； 5．采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品；6．可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷；7．负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩，提高了铸件的组织致密度；8．易于实现机械化自动流水线生产，生产线弹性大，可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产；9．可以取消拔模斜度； 二、降低生产成本 1．可减轻铸件重量；2．降低了生产成本； 3．消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注，促进特殊要求的金相组织的形成，有利于提高铸件的内在质量；4．在干砂中组合浇注，脱砂容易，温度同步，因此可以利用余热进行热处理。特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理，效果非常理想，能够节约大量能源，缩短了加工周期； 三、减少资源成本 1．落砂极其容易，大大降低了落砂的工作量和劳动强度；2．铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少50%以上；3．组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率；4．使用的金属模具寿命可达10万次以上，降低了模具的维护费用；5．减少了粉尘、烟尘和噪音污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度，以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业；6．简化了工艺操作，对工人的技术熟练程度要求大大降低； 四、用途广泛 1．零件的形状不受传统的铸造工艺的限制，解放了机械设计工作者，使其根据零件的使用性能，可以自由地设计最理想的铸件形状； 2．消失模铸造工艺应用广泛，不仅适用于铸钢、铸铁，更适用于铸铜、铸铝等；3．消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件，更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件；4．利用消失模铸造工艺，可以根据熔化能力，完成任意大小的铸件；5.消失模铸造适合群铸，干砂埋型脱砂容易，在某些材质的铸件还可以根据用途进行余热处理。
消失模铸造存在的问题/对策 2009-3-25 23:15:00 消失模铸造工艺及产品以其外观质量好，尺寸精度较高，工人劳动强度低以及作业环境好等优点在我国铸造行业中得到了很好运用，特别是近年来，国内有关厂家及科技人员不断在原材料和工艺设备上进行研制开发，使该工艺基本实现国产化，更进一步推动了消失模铸造工艺，技术的发展。 消失模铸造又名实型铸造或气化模铸造，直观来讲即：将泡沫塑料模型埋入干砂后抽真空注入铁液形成铸件，当然要很好运用此工艺技术生产出优良产品，还应很好的撑控下列问题。 一、砍消失模铸造成形原理的研究 1．干砂消失模铸造成形的基本条件 2．泡塑模型的热解特性 3．干砂消失模铸造型砂充填及紧实特性 4．干砂消失模铸造型液体金属的充型置换特性 5．干砂消失模铸造铸件凝固特性 6．干砂消失铸造铸件冷却特性及其对铸铁组织性能和残余应力的影响 二、干砂消失模铸造共健技术的开发 1．消失模铸造发泡模具设计及制造技术 （1）发泡模具的作用、要求及制造流程 （2）泡塑模型（块）设计 （3）发泡模具设计（模具种类、模块数量、模块分型面；结构设计；模腔设计、通气孔、加料口、出模机构、定位。） （4）泡模具加工 （5）模具的装配调整
（6）发泡模具试模 （7）发泡模具有的快速制造 2．消失模铸泡塑模型制造技术 （1）模型原材料性能及选择 （2）予发泡技术 （3）熟化技术 （4）模具成型技术 3．涂料及涂料要求及基本组成 （1）消失模铸造用涂料要求及基本组成（2）模型涂刷方法 （3）涂层烘干 4．微振造型技术 （1）消失模铸造对干砂造型的要求 （2）造型关键设备及工装——振动台及砂箱（3）造型工艺参数 5．负压浇注技术 （1）浇注的技术要求 （2）真空系统的开发 （3）负压浇注工艺参数 三、消失模铸造原辅材料 1．泡塑模型原材料——可发性树脂珠粒（1）消失模铸造对模型原材料的要求 （2）可发性树脂的结构及性能 （3）国内供应的树脂珠粒的品种规格 2．模型粘结胶的材料 3．模型表面修补剂 4，商品涂料的选用
压铸件的缺陷分析及检验 一、流痕 ( 条纹 )( 抛光法去除 )A. 、模温低于 180( 铝合金 )b 、填充速度太高 c 、涂料过量 D 。金属流不同步。对 a 采取措施：调整内浇口面积 二、冷接： A 料温低或模温低， B ，合金成份不符，流动性差。 C ，浇口不合理，流程太长 D 。填充速度低 E 。排气不良。 F 、比压偏低。 三、。擦伤（扣模、粘模、拉痕、拉伤）： A 型芯铸造斜度太小。 B ，型芯型壁有压伤痕。 C ，合金粘附模具。 D ，铸件顶出偏斜，或型芯轴线偏斜。 E ，型壁表面粗糙。 F ，脱模水不够。 G ，铝合金含铁量低于 0 。 6 ％。措施：修模，增加含铁量。 四、凹陷（缩凹，缩陷，憋气，塌边） A ．铸件设计不合理，有局部厚实现象，产生节热。 B ，合金收缩量大。 C ，内浇口面积太小。 D ，比压低。 E ，模温高 五、，气泡（皮下）： A ，模温高。 B ，填充速度高。 C ，脱模水发气量大。 D ，排气不畅。 E ，开模过早。 F ，料温高。 六、气孔： A ，浇口位置和导流形状不当。 B ，浇道形状设计不良。 C ，压室充满度不够。 D ，内浇口速度太高，产生湍流。 E ，排气不畅。 F ，模具型腔位置太深。 G ，脱模水过多。 H ，料不纯。 七、缩孔： A ，料温高。 B ，铸件结构不均匀。 C ，比压太低。 D ，溢口太薄。 E ，局部模温偏高 八、花纹： A ，填充速度快。 B ，脱模水量太多。 C ，模具温度低。 九、裂纹： A ，铸件结构不合理，铸造圆角小等。 B ，抽芯及顶出装置在工作中受力不均匀，偏斜。 C ，模温低。 D ，开模时间长。 E ，合金成份不符。（铅锡镉铁偏高：锌合金，铝合金：锌铜铁高，镁合金：铝硅铁高 十、欠铸 A ，合金流动不良引起。 B ，浇注系统不良 C ，排气条件不良 十一、印痕（镶块或活动块及顶针痕等） 十二、网状毛刺： A ，模具龟裂。 B ，料温高。 C ，模温低。 D ，模腔表面不光滑。 E ，模具材料不当或热处理工艺不当。 F ，注射速度太高。
铸造缺陷及解决措施： 1、砂眼（或白灰）：是铸件的致命缺陷，重则报废。要做到：①、 浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道与铸件封闭结合严密。如不严密，在负压的作用下就会吸入砂子，所以装箱者一定要精心操作，把好各关口。任何一个薄弱环节或疏忽都会造成此类缺陷。②浇注系统多刷一遍涂料以增强其强度。③涂料的强度、透气性、刚度、耐火度、暴热抗烈性也很重要，因为在运输、装填砂、震动时都会出现破坏、变形、开裂、脱落。④震实时，开始幅度要小，待填满砂时再振幅大些。⑤浇口杯无浮砂、尘土等杂物。⑥浇注时，浇包嘴尽量靠近浇口杯，以免压力头过大。⑦负压过大，使金属液流经开裂、裂纹处时，吸入干砂和杂物可能性加大，粘砂严重。⑧过快的充型速度使冲刷力加大。 2、气孔：①浇注温度低，充型前沿金属液不能使泡沫充分分解汽 化，未分解的残留物质来不及浮集到上面及冒口中，汽化分解生成的气体及残留物不能及时排出铸型而凝固在铸件中，另外，摸样分解不充分，液相残留物会堵塞涂料层，使热解气体排出受阻，腔内形成反压力，充型流动性下降，凝固快。②涂料透气性差或负压不足，砂子透气性差，不能及时排除型腔内的气体及残留物，在充型压力下形成气孔。③浇注速度慢，浇口杯未充满，暴露直浇道卷入空气，吸入杂质，形成携裹气孔和渣孔。④浇杯容量小，金属液形成涡流，侵入空气生成气孔。⑤浇口杯及浇注系统之间的连接处密封不好，尤其是直浇道和浇口杯。在负压作用下很容
易形成夹砂及气孔。⑥型砂粒度太细，粉尘含量高，透气性差，负压管道内部堵塞，造成负压度失真，使型腔周围的负压值远低于指示负压，汽化物不能及时排出涂料层而形成气孔或皱皮。⑦合理的浇注工艺和负压度。消失模浇注工艺是以充满封闭直浇道为原则，不能忽快忽慢、紊流、断流，更不允许暴露直浇道。浇注速度，尤其是在行车提升停顿瞬间力求平衡，不断流。进入尾期慢慢收包，使渣、气、及汽化残留物有充分时间浮集到浇冒口中。负压度过大，加剧金属液渗透粘砂，并造成附壁效应，不利于液相泡沫被涂层吸附，生成很多气孔。适宜的负压是排气的保证，也是防止粘砂的措施。⑧模样粘合应选用专用的热熔胶或冷胶，在保证粘牢的情况下，用量越少越好。尽量避免使用汽化缓慢的乳胶。 2012-1-13于万钢机械有限公司 卢山河
消失模铸造缺陷的产生原理和解 决方法 消失模铸造缺陷的产生原理和解决方法 关注 看废品，查原因，找出解决问题的方法，然后，规范工艺纪律，使企业的效益上一个新的台阶。本文就消失模铸造常见的:碳缺陷、冷隔、皱皮、表面多肉、进渣、进砂、塌箱、粘砂、压痕、鼠咬痕等缺陷总结出产生的原因并提出解决方案。 1碳缺陷产生的原理和解决方法 碳缺陷是消失模铸造特有的一种缺陷，表现为塑料泡沫熔化产物残留 在铸件上，占据了铁液位置，造成碳缺陷。原因如下:
I a I 图1 1.1负压不够 A.工艺设计不够:有的企业片面控制粘砂，负压设计太低，如:灰铁铸件用-0.03Mpa,薄壁件勉强交货，厚大件因为气化物多，负压抽不及产生碳缺陷。 解决方法:修改工艺,提高箱内真空度。 B.设备缺陷 (1)砂箱漏气:砂箱在负压作用下有丝丝漏气声，虽然主管道负压表真空度很高，但砂箱内负压不够，抽不及泡沫气化物，形成碳缺陷。 解决方法:焊补砂箱。 ⑵砂箱纱网堵塞使负压抽不走气泡沫气化物，致使箱内负压低，形成碳缺陷。 解决方法:更换砂箱纱网。 (3)砂箱负压管道设计时截面积小，抽气流量不够，虽然主管道负压表真空度很高，但砂箱内负压不够，抽不及泡沫气化物而形成碳缺陷。 解决方法:加大抽气管道截面积a.加粗管道b.增加负压抽气管道。
I回| 图2 (4)自动负压对接装置偏移漏气，造成箱内负压低。解决方法:检查负压对接装置。 (5)水循环真空泵缺水:无水密封引起负压低。
(6)砂箱上口有浇注垃圾(塑料薄膜。铁和砂混合物),使塑料薄膜封不严砂箱，抽真空时漏气，形成碳缺陷。 解决方法:清理砂箱上口浇注垃圾。 T01 图3 ⑺橡胶管道与砂箱和负压阀门接口处漏气，箱内负压降低，形成碳缺 陷。 解决方法:用塑料薄膜堵漏。 (8)塑料薄膜抽到主管道内，阻挡气流畅通过，形成碳缺陷。 解决方法：一旦发现负压管道真空度不够，其他原因排除后，检查滤砂罐。 1.2浇注过程引起负压不够 (1)浇口杯底部塑料薄膜在铁液浇注时被烫破，使箱内负压降低。形成碳缺陷。 解决方法:浇口杯底部用泥条隔离塑料薄膜，避免烫破塑料薄膜。 (2)浇注时浇包没有对准浇口杯，使铁液洒到浇口杯外，因散砂厚度不够，铁液烫破塑料薄膜，使箱内负压降低，形成碳缺陷。
消失模铸造详情 消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。 1958年,美国的H.F.shroyer发明了用可发性泡沫塑料模样制造金属铸件的专利技术并取得了专利(专利号USP2830343)。最初所用的模样是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的.采用粘土砂造型,用来生产艺术品铸件。采用这种方法,造型后泡沫塑料模样不必起出,而是在浇入液态金属后聚苯乙烯在高温下分子裂解而让出空间充满金属液,凝固后形成铸件。1961年德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利技术加以开发,并在1962年在工业上得到应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术由德国的H.Nellen和美国的T.R.Smith于1964年申请了专利。由于无粘结剂的干砂在浇注过程中经常发生坍塌的现象,所以1967年德国的A.Wittemoser采用了可以被磁化的铁丸来代替硅砂作为造型材料,用磁力场作为"粘结剂"。这就是所谓＂磁型铸造＂。1971年,日本的Nagano发明了V法(真空铸造法),受此启发,今天的消失模铸造在很多地方也采用抽真空的办法来固定型砂。在1980年以前使用无粘结剂的干砂工艺必须得到美国"实型铸造工艺公司"(Full Mold Process,Inc)"的批准。在此以后,该专
利就无效了。因此,近20年来消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。 消失模铸造工艺的特点 消失模工艺的砂... 1.铸件精度高:消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至1 2.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工间。 2.设计灵活:为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。 3.无传统铸造中的砂芯因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。 4.清洁生产型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。 5.降低投资和生产成本减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。 消失模铸造工艺与其他铸造工艺一样，有它的缺点和局限性，并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。1.铸件的批量
铸造铸件常见缺陷分析 铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。 常见铸件缺陷及产生原因 .学习帮手.
缺陷名称特征产生的主要原因 气孔 在铸件部或表 面有大小不等 的光滑孔洞①炉料不干或含氧化物、杂质多；②浇注工具或炉前添加剂未烘干；③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；④型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞；⑤春砂过紧，型砂透气性差；⑥浇注温度过低或浇注速度太快等 缩孔与缩松缩孔多分布在 铸件厚断面 处，形状不规 则，孔粗糙①铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；②浇注系统和冒口的位置不对； ③浇注温度太高；④合金化学成分不合格，收缩率过大，冒口太小或太少 砂眼在铸件部或表 面有型砂充塞 的孔眼①型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；②合箱时砂型局部损坏；③浇注系统不合理，浇口方向不对，金属液冲坏了砂 .学习帮手.
型；④合箱时型腔或浇口散砂未清理干净 粘砂铸件表面粗 糙，粘有一层 砂粒①原砂耐火度低或颗粒度太大；②型砂含泥量过高，耐火度下降；③浇注温度太高；④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少；⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄 夹砂铸件表面产生 的金属片状突 起物，在金属 片状突起物与 铸件之间夹有 一层型砂①型砂热湿拉强度低，型腔表面受热烘烤而膨胀开裂；②砂型局部紧实度过高，水分过多，水分烘干后型腔表面开裂；③浇注位置选择不当，型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂；④浇注温度过高，浇注速度太慢 错型铸件沿分型面 有相对位置错①模样的上半模和下半模未对准；②合箱时，上下砂箱错位；③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压 .学习帮手.
消失模铸件易出现的缺陷及消除措施 ―攀枝花钢铁研究院试验中心陈建钢1、粘砂 金属液渗入型砂中，形成金属与型砂的机械混合物，其中有两种情况：一种是金属液通过涂层开裂处渗入型砂中，形成铁包砂（即机械粘砂），此种缺陷一般可以清除掉；另一种情况是金属透过涂层渗入型砂中，形成难以清除的化学粘砂。 （一）产生的原因 （1）在涂层开裂的情况下，由于型砂紧实度不够，型砂颗粒过大及真空度过高产生第一种粘砂情况； （2）在涂层过薄或局部未刷到的情况下，由于金属液温度较高，真空度较大时产生第二种粘砂。 （二）防止措施 （1）提高涂层的厚度和耐火度。 （2）造型时紧实力不宜过大以免破坏涂层。 （3）选择合适的负压。 （4）选用较细的原砂。 （5）浇注温度不宜过高。 （6）选择合适的压力头。 2、气孔 （一）气孔的分类 （1）浇注时卷入空气形成的气孔。
（2）泡沫塑料模样分解产生的气孔。 （3）模样涂层不干引起的气孔。 （4）金属液脱氧不好引起的气孔。 （二）浇注时卷入空气形成的气孔 消失模铸造浇注过程中如果直浇道不能充满就会卷入空气，这些气体若不能及时排出，就有产生气孔缺陷的可能。 防止卷入气体的措施： （1）采用封闭式的浇注系统。 （2）浇注时维持浇口盆内有一定的液体金属以保持直浇道处于充满状态。 （3）正确掌握浇注方法，采用慢—快—慢的浇注方法。 （三）泡沫塑料模样分解产生的气孔 EPS和STMMA热解后产生大量的气体，如果充型平稳，金属与模样逐层置换，这些气体就会顺利通过液体前沿与模样间的气隙经铸型排出，特别在铸型处于负压状态下更有利气体排放，铸件不易产生气孔缺陷。但是如果充型过程产生紊流或者顶注，侧注情况下、部分模样被金属液包围后进行分解产生的气体不能从金属液中排出时就会产生缺陷，这种气孔表面有炭黑存在。 防止措施： （1）改进浇注方案，使充型过程逐层置换，不产生紊流。 （2）提高浇注温度。 （3）在不发生紊流的情况下，适当提高真空度，如果发生紊流而产
消失模铸件塌箱缺陷产生的原因分析 消失模铸造中，塌箱缺陷是一类较为常见的消失模铸件缺陷，该缺陷往往发生在大件（大平台件更突出）或者是内腔封闭、半封闭件的生产中，从整个消失模铸造流程角度来看，该缺陷一般多发生在浇注或者凝固环节。 塌箱缺陷有时也被称为塌型缺陷或者铸型溃散，随着消失模铸造工艺应用的日趋成熟，有关塌箱缺陷的产生原因和防治办法已经有了相对详尽的研究结果，研究结果证实，塌箱缺陷的产生原因并非单方面的，下面就塌箱缺陷的产生原因做出以下总结： a. 在浇注过程中，消失模模样分解产生的气体量太多且急，铸型排气速度赶不上，加上真空泵吸气不足，容易导致铸型溃散、坍塌； b. 金属液“闪流”是造成塌型缺陷产生的原因之一，所谓金属液“闪流”就是在浇注中，部分已经流入填充消失模模样位置的金属液在受到外界作用的情况下改流到其他部位，使得原来置换出来的位置无金属液或者金属充填占据。该类问题多发生在顶注、铸件存在大平面、一型多模样这几种情况； c. 如果金属液的浮力过大，会使铸型上部型砂容易变形，可能导致局部溃散；一般情况下，铸型顶部吃砂量小，负压度不够，可能造成铸件成型不良，甚至不能成型； d. 涂料的耐火度、高温强度不够，极容易产生消失模铸件塌箱缺陷。消失模模样在浇注过程中有缓冲金属液充型和降温的作用，同时可减弱金属液冲刷铸型。当金属液置换消失模模样而充型腔后，干砂主要就依靠涂料涂层支撑，当涂层强度不够或者耐火度不够时，局部铸型会发生溃散、坍塌，特别是大件内浇道上方极容易发生坍塌。 以上为消失模铸件塌箱缺陷产生的各种原因，生产中企业可以参考上述原因并结合自身相关操作分析出消失模铸件塌箱缺陷产生的真正原因，并及时做出调整工作。
. 铝铸件常见缺陷及分析 -------------------------------------------------------------------------------- 氧化夹渣一 缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色 光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现或黄色，经x 产生原因：．炉料不清洁，回炉料使用量过多1 浇注系统设计不良2. 3．合金液中的熔渣未清除干净4．浇注操作不当，带入夹渣5.精炼变质处理后静置时间不够防止方法：1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力3.采用适当的熔剂去渣4．浇注时应当平稳并应注意挡渣．精炼后浇注前合金液应静置一定时间5 气泡二气孔一般是发亮的氧化皮，具有光滑的表面，缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，光透视或机械加X有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过光底片上呈黑色气泡在X工发现气孔产生原因：．浇注合金不平稳，卷入气体1) 马粪等如煤屑、草根芯)砂中混入有机杂质(．型2( 3．铸型和砂芯通气不良4．冷铁表面有缩孔5．浇注系统设计不良：防止方法1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量(芯)2．型砂的排气能力芯)3．改善( 4．正确选用及处理冷铁5．改进浇注系统设计缩松三缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具 光底x在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在有大平面的薄壁处。断口等检查方法发现片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍产生原因：1．冒口补缩作用差2．炉料含气量太多. . ．内浇道附近过热3 ．砂型水分过多，砂芯未烘干4 5．合金晶粒粗大6．铸件在铸型中的位置不当7．浇注温度过高，浇注速度太快 防止方法： 1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计 2．炉料应清洁无腐蚀 3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用 4．控制型砂水分，和砂芯干燥 5．采取细化品粒的措施 6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度 四裂纹 缺陷特征: 1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现 2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生 产生原因：1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊 2．砂型(芯)退让性不良 3．铸型局部过热
浅谈消失模铸造铸钢件常见缺陷及防治措施[摘要]文章就铸钢件表面缺陷的形成机制进行了简单论述，对该缺陷防治的 措施进行了浅析，并经过分析指出铸钢件表面形成缺陷气痕和流痕的主要原因：浇注系统不合理、透气性偏低、浇注温度不高不稳定等等，并针对不同原因进行了针对性的研究和分析，总结出一些防治措施和方法。 【关键词】铸钢件；铸造缺陷；缺陷防治 液态金属的质量好坏以及铸造工艺方案的制定、落实与执行的质量都决定了铸件质量的高低。为了使得铸件的质量能够得到保证，从铸件原材料的购买、造型、制芯、合箱、浇注、落沙、铸件清理直至最后的热处理为止，每个制造过程都要进行的严格控制，如有不慎，将会出现各种不同的缺陷。对铸件质量的基本要求是其结构组织和性能符合使用要求，但是由于很多的铸件只是要求为自由表面，而不再对其进行加工，因此对铸件的表面质量以及外表形状和尺寸均有非常严格的要求。铸钢件大致存在以下的常见缺陷：缩孔、缩松、气孔、冷裂与热裂、白点以及偏析和缺陷断口等等。文章针对铸钢件常见缺陷的特点进行了总结，并以此为诊断铸件质量提供参考。 1、消失模铸钢充型的特殊性 在铸件进行铸造充型凝固的瞬间变产生了铸件的缺陷。通常情况下无论大小型铸件的充型时间都比较短。消失模铸件充型与普通空腔铸造不同之处在于其缺陷的形成是由消失模铸钢件夹渣缺陷所产生。 1.1 消失模铸钢件的充型形态 绝大多数对于消失模铸造金属液充型过程的研究都是基于铝合金消失模铸造充型过程的基础上，并且大部分都是在无负压作用下进行的充型。基于这种情况，金属液从内浇通道进入铸件的“型腔”，并且金属液的前沿以扇形的形态向前流动，于此同时金属液在重力的作用下其前沿向下发生了形状的改变，但是其总体的流动方向仍是向着远离内浇道的方向推进，直到“型腔”被金属液全部充满为止。金属液的温度以及模样材料的性质和充型的速度决定了金属液与摸样接触的边界形态，金属液温度越高、摸样密度越小、充型的速度越快，则金属液整体的推进速度就越快。边界区内是一层摸样气化所形成的高压气，该气隙的厚度在1mm至3mm之间，内气压大约为0.12MPa，在抽负压是内气压约为0.096MPa，并且随着合金类型、浇注速度、浇注温度、模样密度、直浇道面积、涂料高温透气性及负压大小的不同而发生改变。在铝合金无负压浇注的情况下，通常根据不同情况将金属液与摸样界面的形态分为以下四种模型：接触模式、间隙模式、溃散模式以及卷入模式。 1.2 金属液充型的湍流形态以及所产生的附壁效应 我国企业在消失模钢/铁件生产浇注的过程中，都是通过对干砂铸型施加负压的方式来紧固干砂的砂型，从而保证铸型有足够的强度和刚度来抵挡金属液的冲击以及浮力，确保铸型在整个浇注和凝固的过程中能够完整有效，最终得到结构完整的铸件。在砂箱高度不再继续增加的情况下，消失模铸造黑色合金铸件中负压方法的使用对于保证干砂铸型的强度和刚度起来到了很大的作用，从而确保了铸造过程的继续实施，这在我国消失模铸造工艺的发展过程中起到了非常重要的作用。 在试验中，充型的金属液在流动过程中为湍流状态，充型前的金属液的形态
铸造铸件常见缺陷分析 工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。 1
常见铸件缺陷及产生原因 缺陷名称特征产生的主要原因 气孔 在内部或表面 有大小不等的 光滑孔洞①炉料不干或含氧化物、杂质多；②浇注工具或炉前添加剂未烘干；③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；④型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞；⑤春砂过紧，型砂透气性差；⑥浇注温度过低或浇注速度太快等 缩孔与缩松缩孔多分布在 铸件厚断面 处，形状不规 则，孔内粗糙①铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；②浇注系统和冒口的位置不对； ③浇注温度太高；④合金化学成分不合格，收缩率过大，冒口太小或太少 2
砂眼 在铸件内部或 表面有型砂充 塞的孔眼①型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；②合箱时砂型局部损坏；③浇注系统不合理，内浇口方向不对，金属液冲坏了砂型；④合箱时型腔或浇口内散砂未清理干净 粘砂铸件表面粗 糙，粘有一层 砂粒①原砂耐火度低或颗粒度太大；②型砂含泥量过高，耐火度下降；③浇注温度太高；④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少；⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄 夹砂铸件表面产生 的金属片状突 起物，在金属 片状突起物与 铸件之间夹有①型砂热湿拉强度低，型腔表面受热烘烤而膨胀开裂；②砂型局部紧实度过高，水分过多，水分烘干后型腔表面开裂；③浇注位置选择不当，型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂；④浇注温度过高，浇注速度太慢 3
一层型砂 错型铸件沿分型面 有相对位置错 移①模样的上半模和下半模未对准；②合箱时，上下砂箱错位；③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压铁，浇注时产生错箱 冷隔铸件上有未完 全融合的缝隙或洼坑，其交接处是圆滑的①浇注温度太低，合金流动性差；②浇注速度太慢或浇注中有断流；③浇注系统位置开设不当或内浇道横截面积太小；④铸件壁太薄；⑤直浇道（含浇口杯）高度不够；⑥浇注时金属量不够，型腔未充满 浇不足 铸件未被浇满 裂纹铸件开裂，开 裂处金属表面①铸件结构设计不合理，壁厚相差太大，冷却不均匀；②砂型和型芯的退让性差，或春砂过紧；③落 4
1 涂料成分为镁砂粉30－50％、珠光粉20－40％、云母粉15－30％、硅溶胶3－9％、白乳胶1－5％、聚丙烯酰胺0.1－0.8％、羧甲基纤维素钠0.1－0.8％、吸附剂1－6％、阻燃剂0.3－2％制备时先将吸附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺分别加水配成溶液，再与骨料及其他成分混合搅拌而成。本发明的涂料能有效吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物，大大减少铸件的孔隙率，并在铸型－镁液界面间形成还原性保护气氛层，使镁合金表面形成保护膜，阻止氧化进行，防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件. 2 浇注时的负压度浇注时施以负压可以帮助热解产物排出型外，有利于减少皱皮缺陷，但应注意负压度不可过低，否则容易引起渗透粘砂缺陷。浇注温度对球铁铸件皱皮缺陷的影响。一般说来，提高浇注温度，有利于热解产物气化，并排出型外，因而可减少皱皮缺陷。对于高铬铸铁，其浇注温度高于，对于灰铸铁和球铁，其浇注温度大于，皱皮缺陷基本可以消除。 2.浇注系统顶注式浇注系统有利于减少表面皱皮缺陷，但容易引起内部炭黑夹杂。底注式浇注系统可以实现金属液平稳上升，模样逐层气化，不会产生内部炭黑夹杂；但在铸件上表面往往会聚集较多的热解产物，同时上部金属液温度最低，不利于热解产物气化，容易形成较严重的皱皮缺陷。因此，必须在上部设置集渣冒口，设法将热解产物排出铸件之外。通常，较高的铸件用阶梯式浇注系统，这样既可以实现平稳充填，减少炭黑夹杂缺陷，又不容易出现皱皮缺陷。只有高度不大的小件才可以采用顶注式浇注系统以上解答来自于罗通
博士的博文，仅供参考涂料配方下列仅供参考。 1.铝矾土90%，石英粉10%，酚醛树脂2%，白乳胶2%，钙膨润土3%，洗衣粉0.1%，异丙醇0.1%，适量的水 2.硅砂粉与铝矾土比例2：3，（耐火材料100%），GM-1 树脂2%，硅溶胶3%，锂膨润土1%，CMC1.5%,平平如0.3%，减水剂0.5%，适量的水3.铝矾土60%，片状石墨40%，硅溶胶4%，粘结剂4%，膨润土1%氧化铁3%，CMC3%,N 助剂0.5% 以上配方摘自于书本至于比例之和超过100%我也处于迷惑不解中。望共同探讨。3．骨料膨润土乳白胶CMC BY 水100% 2.7% 3.5% 2.5% 2.5% 适量参考资料：消失模铸造工艺在大口径球铁管件4. 涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的成本,研制了水基消失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料,石英粉共有3 种粒度分布。所有涂料用碾轮式混砂机制成膏状涂料,在搅拌机中加入适量水搅拌成液体涂料,然后测其性能。研制出的涂料, 配方为:石英粉10 0 % ,膨润土4 % ,白乳胶2 .5 % ，树脂3%,羧甲基纤维素钠(CMC) 0 .5 % ,以及其它附加物,其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工艺性能,特别适用于铸钢，球墨铸铁件的消失模铸造生产5. 高锰钢件消失模醇基涂料的研制失模铸造作为一种先进的铸造方法深受人们的重视, 并应用到高锰钢件的生产。目前, 生产厂家所用涂料大都采用水基刚玉、锆英粉涂料或醇基镁砂粉涂料。使用水基刚玉涂料成本偏高, 且涂料性能也不理想。水基锆英粉涂料由于锆英粉呈弱酸性, 而高锰钢呈碱性, 所以用其生产高锰钢件时, 在铸件热节部位或者是厚大铸
消失模铸造的主要优点整理 1.铸件尺寸形状精确，重复性好，具有精密铸造的特点; 2.铸件的表面光洁度高; 3.取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品; 4.不合箱、不取模，大大简化了造型工艺，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品; 5.采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品; 6.大大简化了砂处理系统，型砂可全部重复使用，取消了型砂制备工部和废砂处理工部; . 7.落砂极其容易，大大降低了落砂的工作量和劳动强度; 8.铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少50%以上; 9.可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷; 10. 负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩，提高了铸件的组织致密度; 11. 组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率; 12.减少了加工裕量，降低了机加工成本; 13.易于实现机械化自动流水线生产，生产线弹性大，可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产; 14.可以取消拔模斜度; 15.使用的金属模具寿命可达10万次以上，降低了模具的维护费用; 16.减少了粉尘、烟尘和噪音污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度，以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业; 17.简化了工艺操作，对工人的技术熟练程度要求大大降低; . 18.零件的形状不受传统的铸造工艺的限制，解放了机械设计工作者,使其根据零件的使用性能,可以自由地设计最理想的铸件形状; 19.可减轻铸件重量; 20.降低了生产成本; 21. 简化了工厂设计，固定资产投资可减少30<40%，占地面积和建筑面积可
GB/T xxxx-200x 1. 主题内容与适用范围 本标准规定了300kg以下消失模铸造的铸铁件、铸钢件的质量分级、评定方法、检验方法，以及检验规则、标志、包装、运输和储存。个人收集整理勿做商业用途 本标准适用于消失模铸造生产企业、铸件用户对消失模铸件生产、使用的质量分级、评定和检验。 2. 引用标准 GB5612 铸铁牌号表示方法 GB5613-85 铸钢牌号表示方法 GB6414-86 铸件尺寸公差 GB/T1135-89铸件质(重)量公差 GB6060.1-85铸件表面粗糙度比较样块 3. 技术要求 3.1 消失模铸件外观质量评定 3.1.1 铸件形状外观 铸件外形轮廓、圆角等按其正确、美观程度分为5级。 1级：外观轮廓清晰，圆角尺寸正确且过渡平滑美观; 2级：外观轮廓30%以下欠清晰，圆角过渡不够平滑; 3级：外观轮廓50%以下欠清晰，圆角50%以下未制作出; 4级：外观轮廓70%以下欠清晰，圆角未制作出; 5级：外观轮廓不清晰，铸造圆角未制作出，粘结线(面)凹凸不平。 3.1.2 铸件表面缺陷 3.1.2.1 表面夹杂物(夹砂、夹渣等) 由于脱落型砂、涂料、金属渣及模型分解产生的固液相产物等，进入铸件，残存于铸件表面，形成了铸件表面夹杂物缺陷。个人收集整理勿做商业用途 根据铸件最坏部位100mm×60mm的面积内存在大的夹杂物的大小、数量，将其分为无级(参见图1)。 1级：缺陷3点以下，直径2mm深度≤1mm(图1a); 2级：缺陷5点以下，直径3mm深度≤1.5mm(图1b);
3级：缺陷5点以下，直径5mm深度≤2mm(图1c); 4级：缺陷8点以下，直径7mm深度≤3mm(图1d); 5级：缺陷严重(图1e)。 (a) (b) (e) 图1表面夹杂物(夹砂、夹渣等) 一般情况下，消失模铸件表面夹杂物缺陷应控制在二级以内，有特殊要求情况下要达到一级和特级(无任何夹杂物)。个人收集整理勿做商业用途 3.1.2.2 表面气孔 由于泡沫塑料模型分解产生气体及浇注时裹入气体或涂层未干水气化形成的气体等残留在铸件表面形成表面气孔(或气坑)缺陷。个人收集整理勿做商业用途
压铸件常见缺陷分析 一、锌合金压铸件表面有花纹，并有金属流痕迹产生原因： 1、通往铸件进口处流道太浅。 2、压射比压太大，致使金属流速过高，引起金属液的飞溅。 调整方法：1、加深浇口流道。2、减少压射比压。 二、锌合金压铸件表面有细小的凸瘤产生原因： 1、表面粗糙。 2、型腔内表面有划痕或凹坑、裂纹产生。 调整方法：1、抛光型腔。2、更换型腔或修补。 三、铸件表面有推杆印痕，表面不光洁，粗糙产生原因： 1、推件杆（顶杆）太长； 2、型腔表面粗糙，或有杂物。 调整方法：1、调整推件杆长度。2、抛光型腔，清除杂物及油污。 四、锌合金压铸件表面有裂纹或局部变形产生原因： 1、顶料杆分布不均或数量不够，受力不均： 2、推料杆固定板在工作时偏斜，致使一面受力大，一面受力小，使产品变形及产生裂纹。 3、铸件壁太薄，收缩后变形。 调整方法： 1、增加顶料杆数量，调整其分布位置，使铸件顶出受力均衡。 2、调整及重新安装推杆固定板。 五、锌合金压铸件表面有气孔产生原因： 1、润滑剂太多。 2、排气孔被堵死，气孔排不出来。 调整方法：1、合理使用润滑剂。2、增设及修复排气孔，使其排气通畅。 六、铸件表面有缩孔产生原因： 压铸件工艺性不合理，壁厚薄变化太大。金属液温度太高。 调整方法：1、在壁厚的地方，增加工艺孔，使之薄厚均匀。2、降低金属液温度。 七、铸件外轮廓不清晰，成不了形，局部欠料产生原因： 1、压铸机压力不够，压射比压太低。 2、进料口厚度太大； 3、浇口位置不正确，使金属发生正面冲击。 调整方法： 1、更换压铸比压大的压铸机； 2、减小进料口流道厚度； 3、改变浇口位置，防止对铸件正面冲击。 八、铸件部分未成形，型腔充不满产生原因： 1、压铸模温度太低； 2、金属液温度低； 3、压机压力太小， 4、金属液不足，压射速度太高； 5、空气排不出来。 调整方法：1、提高压铸模，金属液温度；2、更换大压力压铸机。3、加足够的金属液，减小压射速度，加大进料口厚度。 九、压铸件锐角处充填不满产生原因： 1、内浇口进口太大； 2、压铸机压力过小； 3、锐角处通气不好，有空气排不出来。 调整方法：1、减小内浇口。2、改换压力大的压铸机。3、改善排气系统 十、铸件结构疏松，强度不高产生原因： 1、压铸机压力不够； 2、内浇口太小； 3、排气孔堵塞。
消失模铸造缺陷有：铸铁件表面皱皮( 积碳) ，铸 钢件增碳，反喷、气孔，尺寸超差、变形，塌箱、溃型，粘砂。节瘤、针刺，冷隔( 对火) 、重皮、浇不到( 足) ，渣孔、砂孔、缩孔、凹陷及网纹，内部夹杂物，缩松、组织不均等，其主要影响因素如下。 1 白模( 模样) 涂料 1 ．1 白模( 模样) 常见缺陷及防止 1 ．1 ．1 模样成型不完整．轮廓不清晰 产生原因：( 1 ) 珠粒量不足，未填满模具型腔或 珠粒充填不均匀；( 2 ) 发泡的粒子粒度不合适，不均 匀；( 3 ) 模具型腔的分布，结构不合理；( 4 ) 操作时进 粒子不规范。 防止措施：( 1 ) 珠粒大小要与壁厚匹配。薄壁模 样，应该用小珠粒( 最好用E P MMA、S T MMA 粒子) ； ( 2 ) 调整模具型腔内结构及通气孔的布置、大小、数 量；( 3 ) 手工填粒时，适当震动或手工帮助填料；用压 缩空气喷枪填料时，应适当提高压力和调整进料方 向。 1 ．1 ． 2 模样熔结不良．组合松散 产生原因：( 1 ) 蒸汽的热量、温度不够。熟化时 间过长；( 2 ) 珠粒粒度太小，发泡或发泡剂含量太少； ( 3 ) 珠粒充型不均匀或未填满模型。 防止措施：( 1 )控制预发泡粒子比重，控制熟 化；( 2 ) 增加通气的温度、时间和压力；( 3 ) 改用粒度 较小的珠粒。 1 ．1 ．3 模样外表正常．内部呈未曾熔结颗粒 产生原因：( 1 ) 蒸汽压力不足，没能进入模型中 心或冷气充斥型腔：( 2 ) 成型加热时间短．发泡剂含 量太少；( 4 ) 粒子过期变质。 防止措施：( 1 ) 提高模具的预热温度，且使其整 体均匀；( 2 ) 提高蒸汽的压力，延长成型时间；( 3 ) 控 制粒子熟化时间及发泡剂的用量；( 4 )选用保质粒 料。 1 ．1 ．4 模样熔融．软化 产生原因：( 1 ) 成型温度过高，超过了粒子的工 艺规范；( 2 )成型发泡时间太长；( 3 )模型通气孔太 多，太大。 防止措施：( 1 ) 降低成型发泡温度、压力；( 2 ) 缩 时间；( 3 ) 调整模具型腔通气孔大小、数量、分布； 1 ．5 模样增大。膨胀变形 产生原因：( 1 ) 模具未能充分冷却，温度过高； ( 2 ) 模样脱模过早，过快。 防止措施：( 1 ) 冷却模具，不烫手；( 2 ) 控制脱模 时间。