調(diào)節(jié)片、密封片類高溫合金鑄件，壁厚從 1.1mm 改為 0.8mm 后，導(dǎo)致鑄件凝固速度加快，原有的鑄造工藝方法不能有效對(duì)鑄件邊緣進(jìn)行充型、補(bǔ)縮，產(chǎn)生欠鑄、疏松缺陷。對(duì)此，在原工藝方案基礎(chǔ)上，采用在薄壁區(qū)域包裹石棉的方法，來減緩模殼降溫，延長薄壁區(qū)域的凝固時(shí)間，使合金液有效充型、補(bǔ)縮鑄件邊緣，達(dá)到消除欠鑄、疏松缺陷。 

前言

    調(diào)節(jié)片、密封片類高溫合金鑄件（如圖 1 所示），90% 以上的區(qū)域壁厚要求為 0.8mm，鑄件壁厚按上偏差（+0.3）鑄造，澆注成型效果及冶金質(zhì)量均較好，工藝方案基本成熟，但出現(xiàn)重量超出設(shè)計(jì)規(guī)定要求；壁厚改為按 0.8mm 鑄造后，仍按原工藝方案生產(chǎn)，澆注出來的鑄件，幾乎 100% 存在疏松，疏松缺陷集中在鑄件底板兩側(cè)邊緣位置（如圖 2 所示），另外，40% 以上鑄件出現(xiàn)欠鑄，而夾渣缺陷也大幅度增多。

調(diào)節(jié)片、密封片類鑄件疏松、欠鑄缺陷分析

疏松缺陷分析

   鑄件底板兩側(cè)邊緣的剖視圖如圖3所示，邊緣上有加強(qiáng)筋板，筋板壁厚與底板壁厚設(shè)計(jì)要求見圖 3 所示。初始設(shè)計(jì)模具時(shí)，筋板壁厚與底板壁厚均按 1.1mm，即等壁厚。筋板與底板壁結(jié)合處，形成了鑄造熱節(jié)點(diǎn)；相對(duì)于底板，熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)差別不大，加上熱節(jié)點(diǎn)在鑄件的邊緣上，冷卻、凝固相對(duì)較快，合金液可通過底板對(duì)熱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)縮，不會(huì)產(chǎn)生疏松缺陷。

    底板壁厚改為 0.8 mm 后，底板的模數(shù)減少了近 1/3，底板冷卻、凝固速度加快；而筋板壁厚未發(fā)生變化，熱節(jié)點(diǎn)模數(shù)基本不變， 冷卻、凝固速度也基本不變，導(dǎo)致合金液不能有效通過底板對(duì)熱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)縮，從而出現(xiàn)疏松。

欠鑄缺陷分析

   鑄件整體為板狀結(jié)構(gòu)，壁厚薄、面積大， 為保證澆注成型，模殼需要裝箱填砂預(yù)熱，預(yù)熱過程中，模殼受熱軟化，強(qiáng)度降低，在砂子擠壓下，會(huì)有一定的變形量（見圖 4 所示）， 導(dǎo)致內(nèi)腔變窄，鑄件壁厚略變小，底板壁厚改為 0.8 mm 后，實(shí)際壁厚會(huì)更小一點(diǎn)，加上冷卻、凝固速度加快，一些位置合金液還來不及流到就已凝固，從而出現(xiàn)欠鑄缺陷。

   底板壁厚改為 0.8 mm 后，冷卻、凝固速度加快，合金液中的夾渣物還來不及上浮或下沉， 合金液就已凝固，從而停留在鑄件中，形成夾渣缺陷。

調(diào)節(jié)片、密封片類鑄件疏松、欠鑄缺陷改進(jìn)措施

   工藝上采取在模殼上包裹石棉的措施進(jìn)行處理（如圖5 所示），即在底板位置貼上石棉（留出熱節(jié)點(diǎn)部位），澆注出來鑄件，熱節(jié)點(diǎn)位置

   未發(fā)現(xiàn)有疏松，底板上也未見疏松，欠鑄缺陷也提高了 80%。

工藝改進(jìn)效果分析

   熔煉澆注鑄件時(shí)，抽真空過程中，模殼在熔煉爐內(nèi)溫度會(huì)下降，底板包裹石棉后，石棉對(duì)模殼起到保溫作用，減緩底板的降溫速度，延長了底板的凝固時(shí)間，從而保證合金液有效通過底板對(duì)熱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)縮，也有效保證底板充型。

   石棉為軟性材料，包裹石棉后，石棉減緩砂子對(duì)模殼擠壓，減少了模殼的變形量，間接地增大了底板壁厚，延長了底板的充型時(shí)間。

  包裹石棉后，延長了底板的凝固時(shí)間，使合金液中的夾雜物能充分上浮或下沉，無形中減少了鑄件夾渣傾向。

結(jié)論

    利用模殼包裹石棉的方法，可以阻礙砂子對(duì)模殼的擠壓，降低模殼的降溫速度，延長底板的充型、凝固時(shí)間，從而有效對(duì)鑄件邊緣處的熱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)縮，改善了疏松傾向。