消失模塌箱缺陷的三大原因解析！这些陷解决方案太好用了

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技术分析：

一、塌箱缺陷的产生原因

消失模铸造中，塌箱缺陷是一类较为常见的消失模逐渐缺陷，这类缺陷通常会发生在大件上，或者是半封闭件、内腔封闭生产中，从整个消失模 铸造程序来看，它多发生在浇注或者凝固环节。　　

塌箱缺陷也可以称为榻型缺陷，随着消失模铸造工艺日趋成熟，有关这一塌陷的产生原因以及防治方法都有研究结果。　　

塌箱缺陷产生的主要原因有：　　

1. 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。　　

2. 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。　　

3. 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；　　

以上就是消失模铸造塌箱缺陷产生的原因，提示企业在生产铸造中参考上述因素结合自身操作分析消失模铸件，及时做调整。

二、解决塌箱缺陷的对策与方案

消失模负压燃烧空壳铸造法指在干砂负压条件下浇冒口点燃泡沫并输送少量的氧气，型内的泡沫即往深处发生迅猛的燃烧，其烟气则随抽真空系统抽走并经净化后外排，待模样烧成空壳后随即浇注高温金属液，从而获得完全无碳缺陷或基本无碳缺陷的精良铸件。

此工艺于2008年10月在桂林首次向国内外铸造行业公布并作公开演示和推广。又将此方法称为“桂林5号空壳铸造法”。然而由于各种铸件生产工艺技术参数不同，其常规装箱薄膜覆盖真空砂箱工艺方法，极易使浇冒口周边薄膜烧坏漏气，加之模样烧成空壳后型腔内真空度急速下降，致使型腔外压强远大于型内压强，极易造成塌箱。

因此浇注前选定负压值要求在0.7MPa以上。但过高的真空度对铁液浇注又带来一系列问题，易造成塌箱或气渣孔严重，也使得浇注前按生产经验选定负压值在0.25～0.50MPa范围内操作难以控制。为克服以上问题，就要改变常规装箱塑膜覆盖真空砂箱工艺方法，“消失模空壳铸造法”极易塌箱的技术难点才能得以解决。

1．消失模空壳铸造法简述

消失模空壳铸造法采用超强耐烧的新型涂料，先把型内的EPS泡沫烧掉，以形成残留碳量甚微的空腔壳型，而后再浇注高温金属液的一种先进实用的消失模铸造方法。

这一方法最大的特点是从模样的制造到浇注出铸件的全过程，操作简单、可靠、快捷、效率高、成本低，能从根本上有效地消除由EPS引发的铸造碳缺陷，可获得相近于熔模精密铸造质量水平的精良铸件。

消失模空壳铸造法与多年来国内外消失模铸造传统沿用的实型浇注工艺相比，只是在临浇注之前几分钟内多实施一道简单易行的操作工序——从浇口和明冒口处点火把型内的EPS泡沫烧掉，而其余所有操作过程与常规的消失模实型浇注过程无异，所有工装设备不需作任何改变和增加，只要有可燃气体就可以实施对消失模铸造先烧而后浇，而且操作起来简单方便。

　　

消失模空壳铸造生产工艺流程如图1所示，模样装箱如图2所示。

　　图1 超强涂料干砂负压燃烧空壳法工艺流程

　　

装箱步骤：第一步，模样埋入干砂振实刮平箱面；第二步，浇道模样及冒口模样埋平砂箱，塑膜盖平；第三步，在浇注口周边放置泥条后装上浇口杯；第四步，摆好砂箱接上真空管。

2．消失模空壳铸造工艺的优缺点

　　

（1）可获得优良铸件消除碳缺陷，提高产品内在质量，保证了优质铸件。所谓碳缺陷，因为模样（EPS）中的碳客观存在，致使金属液浇注和凝固过程中所引发的各种缺陷统称为消失模铸造的碳缺陷。消失模碳缺陷包括由泡沫中碳的热解作用而导致的增碳、夹渣、皱皮、成分不均、力学性能差、晶粒粗大、表面硬脆，以及焊接和机械加工性能恶化等缺陷，同时也包括由碳直接引发的气孔缺陷。

　　

（2）工艺过程不稳定①浇注初始负压需要保证较高值（0.06MPa以上）。因为型内的EPS泡沫烧掉后，负压场真空度急速降低，易使浇注失败。为了使真空度降到最低值后还能保证0.02MPa(不塌箱负压值)，故浇注初始需保证较高负压值。但浇注负压值过高，铸件表面易产生粘砂及气孔缺陷。②型内的EPS泡沫烧掉后，在浇注过程中，浇冒口杯与浇道口及冒口接合处易出现“三漏”（漏砂、漏风、漏金属液），致使负压值急速下降后产生塌箱、铸件夹砂等缺陷。

塌箱现象尤为突出，正是消失模空壳铸造工艺在生产实践中遇到棘手问题，常引起浇注失败，使得较多铸造厂家废品率提高，从而没有得到较好的推广应用。

3. 解决消失模空壳铸造塌箱的措施

对以上两项工艺缺点进行分析，结合消失模铸造工艺技术要点，尝试在模样装箱操作工艺上改进，经生产应用后，整个浇注过程取得良好效果，消失模空壳铸造工艺缺点得以解决。

模样装箱新工艺如图3所示。

装箱步骤：第一步，模样埋入干砂振实；第二步，浇道及冒口模样凸出砂箱平面；第三步，塑膜盖平砂箱面，浇道及冒口模样凸出穿破塑膜。第四步，在浇道及冒口模样周边塑膜上放适量粘结砂刮平，装上浇口杯。第五步，摆好砂箱接上真空管。

通过模样装箱操作工艺改进，使得型内的EPS泡沫烧掉后，在浇注过程中，浇口杯与浇道口及冒口接合处易出现的“三漏”现象得以控制。

浇注初始负压值也可在正常范围（0.025～0.06MPa）进行适当选择，从而解决了高负压值带来浇注缺陷。传统模样装箱操作较为简单，盖上塑膜抽真空后砂箱内外达到气压平衡即可，但当采用消失模空壳铸造法即型腔内EPS泡沫烧掉后，浇口杯与浇道口及冒口接合处塑膜被烧破，致使整个砂箱内外气压平衡失调，真空度急速下降，浇注过程型腔内真空度（负压值）严重失真，且浇口杯与浇道口及冒口接合处避免不了漏风，严重时导致漏砂、漏金属液。

现改进模样装箱操作工艺即浇道及冒口模样凸出穿破塑膜，在浇道及冒口模样周边塑膜上放适量粘结砂刮平，使型腔内外密封效果良好，抽真空后型腔内外就能达到气压平衡。当采用消失模空壳铸造工艺即型腔内EPS泡沫烧空后，型腔内外气压差值变化较小，负压表读数能较真实反映浇注过程真空度。另外，浇道及冒口模样周边粘结砂硬化，使其塑膜与模样接触面还保持相对密封，也就能防止“三漏”现象，达到消失模空壳铸造工艺生产铸件精良的效果。

４．结语

改进模样装箱工艺，应用于消失模空壳铸造工艺后，克服了原有的工艺缺点，杜绝塌箱，保证铸件质量，降低了废品率，提高了工艺水平，有利于消失模空壳铸造工艺推广和应用。

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