才能获取尺寸精度的铸件离心铸造

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　　消失模铸件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。

　　3．消失模取消了砂型和制芯工部，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．消失模采用无粘结剂、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．消失模大大简化了砂处理系统，型砂可全部重复使用，取消了型砂制工部和废砂处理工部；

　　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．消失模负压浇注，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；

　　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。

　　（1）选用低密度模料。采用EPS时模样密度控制在0.016~0.025克每立方厘米，改用低碳模料EPS（C8H8）改为EPMMA（C5H8），这样减少模样的含碳量。也可以采用空心结构的模样和空心结构浇注系统。

　　（2） 适宜的浇注温度和浇注速度，浇注系统的开设决定着钢液流向和速度；浇注温度提高，浇注速度也提高，模料分解加快，不易完全气化，产物中液相量也增加，同时，离心铸造钢液与模样的间隙减少，液相分解物常被挤出间隙，挤到涂层和金属业之间，造成接触面增加，碳浓度增加，这些区域渗碳量就增加。

　　（3）选择合理浇注工艺。铸型及浇注工艺设计要能加速模料气化，减少及错开其分解产物中液相和固相接触和反应时间，可减少或避免钢件渗碳。

　　（4）提高涂层或干砂铸型的透气性，其透气性越好，模料分解的产物逸出越快，从而降低了钢液和模样的间隙中分解物浓度和接触时间。

　　采用共聚泡沫作模型材料，由于共聚物是拉链式分解，一次性气化程度高，液相比例小，小分子气体很容易从涂层溢出。白模密度在强度和光洁度保证的前提下尽可能小一些，减少发气总量，浇注系统采用空心直浇道并加设过滤器，对金属液进行机械挡渣、吸附梳流，使充型更平稳。

　　耐火骨料的粒度要适宜，采用复合悬浮剂粘结剂，配制的涂料具有高低温强度好，耐磨损，易涂刷，不开裂，排气能力大，透气性好，烧结均匀，开箱易脱落剥离，不与金属液润湿及化学反应，一般铸件涂刷2遍，涂层厚度2mm左右。

　　消失模涂料的质量管理十分关键。在大量生产时，定期检查涂料的透气性，及时调整骨料的粒度。由于涂料的粘结剂、悬浮剂中含有机物质，夏秋季节特别应该注意涂料的发酵酶变，合格的铸件离不开的涂料，控制涂料的质量不可轻心。

　　内浇道的开设要有利于合金的顺利平稳快速充型，不形成死角区，在铸件的顶部设置大气压力保温冒口，集渣补缩于一体，相关部位设置随形隔砂冷铁，实现铸件的顺序凝固，把金属液内的气体、渣质及气化残留物快浮到冒口部位，减少气孔、渣孔缩孔产生的机率。

　　铸件的浇注位置是充型时获得良好的气化条件及排气条件，便于气化除渣，选择立浇或斜浇，也即遵循侧表面积化的原则，浇注系统应具挡渣集气及补缩功能。

　　由于消失模的充型过程中要放热气化泡沫，钢铁的浇注温度较砂型铸造高30－50℃。金属液与泡沫的热作用受浇注温度的制约，浇注温度适宜热解充分，模样的热解产物主要呈小分子气态，在负压场的作用下容易排出型腔，当浇注温度低时，模样的热解不充分，液相残留物会堵塞涂料层，热解气体排出受阻，型腔内形成反压力，充型流动性由此下降，再加上凝固速度快，液体附近的气渣来不及浮集到冒口内，生成气孔的机率增大。当然浇注温度要与冶炼的材料相匹配，以避免因温度高或底而产生的其他铸造缺陷。

　　消失模的浇注工艺是以充满浇杯封闭直浇口为原则，如果浇注稳定中间的速度忽快忽慢，会使充型造成剧烈的紊乱并在型腔内剧烈沸腾，将来不及气化的泡沫包挟在合金液体内形成气孔，特别不允许暴露直浇道使渣、气侵入，理想的浇注速度是金属液的充型速度等于或略小于模型的气化速度。

　　消失模铸造也要遵循高温出炉低温快浇的原则。高温出炉是为包内镇静留下适宜的时间，钢水终脱氧除渣是减少三孔缺陷的先决条件，出炉前取样观察钢水的收缩状况，如果试样不收缩不允许出炉，炉衬、包衬、炉台要保持清洁卫生。

　　一般情况下，铸件粘砂缺陷的产生有两个方面的原因：a.涂料涂层脱落或者开裂，金属液趁此渗入型砂中，容易形成机械粘砂；当涂料选择和金属液不匹配，而干砂中又存在细小沙粒灰尘时，会形成化学粘砂。b.浇注时负压度大小对金属液流动能力的影响。负压度越大，金属液流动性越好，越容易形成粘砂。

　　a.选择具有耐火度高、致密度好、有足够强度的高性能且能牢固粘结模样的消失模涂料；

　　c.根据铸件材质合理控制负压度，铸钢件为40-59Kpa，铸铁件为26.7-53.3KPa，铝合金件为0-26.7KPa。

　　d.浇铸过程中浇注温度不宜过高，一般模样比同条件下砂型铸造高30-50℃。

　　e.减少型砂间间隙，选择较为细小的原砂，一般铸钢铸铁件用28-55目原砂作为型砂，铸铝件用50-100目原砂作为型砂。

　　消失模铸件粘砂可以分为机械粘砂和化学粘砂。机械粘砂的实质是金属液对砂粒间细孔的填充渗入，此种情况形成是由于金属液的渗入压力超过了砂粒间空隙中的气体反压力和由金属液表面张力引起的附加压力，金属液渗入砂粒空隙而导致，如果在泡沫塑料模外表面涂挂一层致密涂层，方可起到阻止金属液渗入的作用，从而有效防止铸件产生机械粘砂。化学粘砂的产生多由于型料耐火度不高、熔融温度较低所致，当浇入高温金属液后很容易被金属液所熔融，形成节瘤等缺陷，因此，在金属液和型料之间隔离一层耐火度高的涂料，对于防止化学粘砂很有利。

　　一般情况下，消失模铸造过程中会采用EPS或StMMA模样的消失模，即白模，白模易产生炭黑缺陷，造成铸件表面出现积碳、炭黑、黑渣状杂物。除了这方面原因，炭黑的产生还与浇注温度和浇注系统及浇注工艺、消失模涂料性能、砂型紧实度透气性，真空泵抽气操作等皆有很大的关系，以下是影响铸件产生炭黑缺陷的具体原因分析：

　　（1）由于白模材料EPS 本身的C/H质量比为92/8，其本身不含O元素，碳元素含量高，因此，EPS的白模容易产生炭黑。

　　（2）消失模涂料性能和质量欠佳，没有达到充分排气。生产实践中球墨铸铁灰铸铁更易铸型炭黑，液态的EPS对涂层的润湿性更易出现炭黑，EPS是固——液——气态的转变，当液态的热解产物来不及裂解为气体时，在高温下烘烤就形成固态炭黑。

　　（3）浇注温度和浇注系统及浇注工艺。白模没有完全分解，裂解，气化EPS,StMMA，导致出现焦化状的夹渣，从而形成炭黑，尤其是使用EPS白模，离心铸造球墨铸铁薄壁和冲天炉熔炼处理的球墨铸铁的铁液，更易产生炭黑。鉴于此，建议企业在选择白模时尽量采用StMMA。

　　（4）砂型紧实度透气性，真空泵抽气。砂型紧实度太高会阻碍EPS的分解，裂解气体和抽出，液态的EPS在抽气时不能被渗溢出，也会产生炭黑。

　　一般情况下，消失模白斑、白点、夹砂缺陷经常出现在内浇道与铸件连接处；浇注系统直、横、内浇道的连接处；直浇道上部和浇口杯连接处。

　　该类缺陷的产生有三个方面的原因：a.操作不当，上述各粘结处操作不当，导致没有粘结好。b. 涂料层：真空泵抽气，在整个白模组件表面由于涂料层薄厚不均匀，涂料在热节区高温的作用下，再者涂料高温强度不够，又在真空泵的强力抽气下，使隙裂处漏沙。c.粘结剂：白模需要手工粘结浇注系统，粘结剂选择不当或质量较差的，尤其是高温粘结强度不够，和白模分解分化，气化溶解不同步，导致粘结的地方漏沙，沙粒经高温灼烧后，粘结在铸件表面，呈粉白色。严重的时候会引起粘砂结疤，鼓凸节瘤。

　　该类铸件缺陷的防治办法：a. 下砂箱前检查结合处是否鼓包或涂料堆积成块。要求粘结剂必须快干性能好；涂料层，真空泵要控制真空度，抽气太小易产生炭黑，抽气太大，真空度太高，会产生漏沙，导致白斑。b.粘结的时候必须细致认真，粘接两面对齐合拢，挤压固定几分钟后即可粘牢固，白模粘接件在搬运的过程中，烘干的过程中要检查粘结处是否牢固。

　　就孔眼类缺陷而言，其一般可以分为渣孔和砂孔，其中渣孔是液态金属带入熔渣及模样裂解的固相产物不能排除，漂浮在铸件表面，铸件冷却后形成的，因此在熔炼时除渣要彻底，严格挡渣操作，浇注系统设计要利于除渣，提升浇注温度，选取除渣性好的浇包及设置过滤网挡渣；砂孔缺陷是浇注时干砂进入液态金属，后积聚到铸件表面喷丸处理掉砂子后留下的孔眼，要防止砂孔缺陷产生要求模样组合粘结要紧密，直浇道密封要好，避免模样在砂箱中粘结，浇冒口连接处和模样转角处要圆滑过渡。

　　塌箱缺陷有时也被称为塌型缺陷或者铸型溃散，就消失模铸件缺陷中塌箱缺陷而言，其一般多发生在浇注或者凝固环节，主要特征是铸型局部塌陷、溃型使铸件不能成型或者局部多肉，要使消失模铸件塌箱缺陷得到防治可以从以下几个方面展开实施：

　　a.如果金属液产生的浮力过大，会使得铸型上部型砂容易变形从而产生局部溃散，要防止金属液浮力大造成塌箱可以采取增加顶面吃砂量或在铸型顶部添加压铁的方法；

　　b.浇注过程中消失模模样分解产生气体量太多且急，铸型排气速度来不及会导致铸型溃散，因此要选用低密度模料制作模样，减少发气量；

　　c.金属液置换消失模模样而充型腔后，干砂就靠涂料涂层支撑，当涂层强度不够或者耐火度不够时，局部铸型就会溃散，因此要尽量选择强度高、耐火度高、透气性好的涂料；

　　d.合理设计浇注系统直浇道内浇道面积要适宜；浇注工艺要合理，尽量降低浇注温度、控制浇注速度、不可断流；

　　e.为了避免金属液“闪流”造成塌箱，企业可以采取对金属液冲刷剧烈区用陶瓷浇到或者自硬水玻璃砂加固的措施。

　　a.金属液产生的浮力过大，这使得铸型上部型砂容易变形，产生局部溃散，溃塌；铸型顶部吃砂量小，负压度不够，致使铸件不能成型或成型不良。

　　b.浇注时模样分解产生气体量太多，过急，铸型排气速度来不及，真空泵吸气又不足，导致铸型溃散，坍塌铸不成合格品。

　　c.浇注过程中，部分已流入充填模样位置的金属液受到作用后又改流到其他部位，使得原来置换出来的位置无金属液或金属充填占据，导致局部铸型溃散，坍塌，称之为金属液“闪流”造成的塌型。此类问题多发生在一型多模样，顶注及铸件存在大平面这几种情况。

　　d.涂料的耐火度，高温强度不够。浇注过程中模样起到缓冲金属液充型的作用和降温作用，减弱金属液对铸型的冲刷作用。当金属液置换模样而充型腔后，干砂就靠涂层支撑，当涂层强度不够或者耐火度不够时，局部铸型会溃散坍塌，特别是大件内浇道上方极易发生溃散，坍塌。

　　a.如果金属液产生的浮力过大，会使得铸型上部型砂容易变形从而产生局部溃散，要防止金属液浮力大造成塌箱可以采取增加顶面吃砂量或在铸型顶部添加压铁的方法；

　　b.浇注过程中消失模模样分解产生气体量太多且急，铸型排气速度来不及会导致铸型溃散，因此要选用低密度模料制作模样，减少发气量；

　　c.金属液置换消失模模样而充型腔后，干砂就靠涂料涂层支撑，当涂层强度不够或者耐火度不够时，局部铸型就会溃散，因此要尽量选择强度高、耐火度高、透气性好的涂料；

　　d.合理设计浇注系统直浇道内浇道面积要适宜；浇注工艺要合理，尽量降低浇注温度、控制浇注速度、不可断流；

　　e.为了避免金属液“闪流”造成塌箱，企业可以采取对金属液冲刷剧烈区用陶瓷浇到或者自硬水玻璃砂加固的措施。

　　这类问题主要由铸件本身结构，形状和大小，质量的分布，泡沫塑料模，造型，浇注等。

　　a.模具质量，目前以锻铝或铝合金机加工模具在尺寸精度，加工稳定性，加工难度上性能。

　　b.模料种类和制模工艺影响，具体可以分为：成型后模样冷却程度；取出模样的干燥程度；EPS珠种类和尺寸；预发珠粒龄期；模样密度，制模方法和压力的影响；粘接的影响

　　a.振动造型的影响 为使干砂充满模样各个部位，达到一定的紧实度，防止局部紧实不好，避免铸件尺寸不符，变形，鼓胀，多肉。振动过分会会导致模样变形，从而造成铸件变形和精度偏差，采用快速均布雨淋填砂和紧实度常能获取较高生产效率和小形变。

　　b.涂料涂层的影响 涂料性能，涂层厚度影响模样尺寸，从而影响铸件尺寸。涂料应具有良好的透气性，足够的强度，与铸件所用材料和型砂性质相匹配，涂挂操作工艺要合理。

　　c.浇注工艺影响浇注系统，浇注温度，浇注工序，浇注速度几个因素是提高铸件质量的关键工序，只有不断完善，才能获取尺寸精度的铸件。

　　考虑和设计消失模铸件浇注工艺时，使浇注速度加快，但常常仍会出现铸件表面有厚薄不同的皱纹（也叫皱皮），有波纹状、滴瘤状、冷隔状，还将有渣状或夹气夹杂状等。皱皮缺陷的出现，严重影响了铸件的表面质量，皱皮0.1~1.0㎜，甚者可达10㎜及10㎜，从而导致铸件报废，这种缺陷往往是铸铁液后流到或液流的“冷端”部分，对于大件则出现在上部，中小薄壁件往往呈现在侧面或铸件的死角部位，这与浇注系统工艺有关。

　　当1350~1420°C铁液注入型内时，EPS或EPMMA料模急剧分解，经过反应当中往往会出现一种粘稠的沥青状液体，这种液体分解物残留在涂层内侧，一部分被涂层吸收，一部分在铸件与涂层之间形成薄膜，这层薄膜在还原（CO）气氛下形成细片状或皮屑状、波纹状的残炭及光亮碳，此种密度较低的光亮碳与铁液的润湿性很差，因此在铸件表面形成碳沉积（皱皮）。

　　①泡沫塑料模料EPS比EPMMA、StMMA更容易形成皱皮，因为EPS含碳量，达到92%。

　　②铸件材料成分影响 含碳量低的铸铁件合金铸铁），摸样分解产物中的碳可以部分溶解其中，不易产生皱皮；含碳量高的铸铁（球铁）易形成皱皮缺陷。

　　③铸件结构影响 铸件的体积与面积之比（模数）越小，越有利于模样热解产物排除，皱皮缺陷产生倾向越小。

　　⑤涂料层及影响 涂料层及型砂透气性越高，越有利于模样热分解产物的排出，减少形成皱皮倾向。

　　⑥工艺配合影响 控制铁液的浇注温度，有铸件大小，控制浇注速度，都能有效减少皱皮倾向。

　　一般情况下，影响铸件尺寸精度的因素是多方面的，比如消失模铸件本身的结构、形状、大小，泡沫塑料质量的影响，涂料涂层的影响，铸造过程中造型、浇注环节的影响等。

　　在整个消失模铸造流程中，浇注工艺是至关重要的环节之一，浇注系统、浇注速度、浇注温度、浇注工序四个因素是提高铸件质量的关键工序，只有不断改善、不断完善，才能铸造出精度高质量好的铸件。

　　涂料涂层对于消失模铸件精度也有很大的影响，离心铸造涂料性能、涂层厚度可影响模样尺寸，从而影响到铸件尺寸精度，因此消失模铸造中，涂料应该具有良好的性能，足够的强度，同时涂料涂挂操作过程应做到合理。
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