消失模鑄造是近年發(fā)展起來的一種鑄造方法，用該方法造出的鑄件質(zhì)量好，成本低，材質(zhì)不限，大小皆宜；尺寸精度高，表面光潔，減少清理，節(jié)省機加工成本；內(nèi)部缺陷大大減少，組織致密?？蓪崿F(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)?？梢源蟠蟾纳谱鳂I(yè)環(huán)境、降低勞動強度、減少能源的消耗。與傳統(tǒng)鑄造技術相比，消失模鑄造技術具有與無倫比的優(yōu)勢。某發(fā)動機上的保護管部件屬于薄壁鑄件，采用的材質(zhì)為高合金不銹鋼，不僅要求尺寸精度高、表面質(zhì)量好，而且內(nèi)在質(zhì)量要求高，針對該鑄件的特點和要求，采用消失模鑄造作為其成型方法。

制造消失模的原材料有EPS、STMMA、EPMMA，為了有利于金屬液的充填，避免鑄件澆不足現(xiàn)象的發(fā)生，選用發(fā)氣量較小的EPS作為模材料。為了得到良好的模樣表面狀態(tài)，在成型時，模樣最小壁厚部位要在最小壁厚方向排列3顆以上珠粒，所選擇的最大原始珠粒直徑（mm）=鑄件最小壁厚（mm）×l/3×1/3，保護管的壁厚為2.5mm～4.5mm，選用粒徑為0.3mm～0.4mm的泡沫塑料珠粒（EPS珠粒），經(jīng)蒸汽間歇式預發(fā)泡——熟化——蒸鍋發(fā)泡成形，得到表面好、強度高、密度為0.02g/cm3～0.026g/cm3的泡沫塑料模樣。模樣出型后放置14天以上，以使水分蒸發(fā)并保持尺寸穩(wěn)定。

所采用砂箱的尺寸為1200mm×800mm×600mm。在側(cè)壁設置抽氣管，并將其用管道引出箱體外與真空系統(tǒng)連接。造型時，將砂箱放在自行設計制造的三維振動臺上，人工填入干砂，石英砂粒度為40/70目。先在砂箱底部鋪150mm厚的砂，震實，刮平，再將模組放入砂箱內(nèi)，落砂斗中布袋式均勻加砂，邊振動，邊加砂，至型砂離砂箱頂面15mm～20mm時停止加砂，干砂振實后密度越高，鑄型的穩(wěn)定性越好，不易塌砂。在頂面鋪塑料簿膜，用干砂壓蓋好，放置好澆口杯，等待澆注。

在工藝設計上選用了4種方案：頂注雨淋式，底注式，階梯式，一澆一冒式。

零件的材料為不銹鋼1Cr18Ni9Ti，采用消失模鑄造工藝的澆注溫度必須高于傳統(tǒng)的金屬型澆注溫度，這是因為泡沫塑料模樣熱分解時要吸收液體金屬的熱量，同時鑄型也要吸收液態(tài)金屬的熱量，降低了金屬液的溫度；同時，不銹鋼的流動性差，因此，為了保證液態(tài)金屬的充型能力，要求鋼水的澆注溫度要高于普通澆注溫度，定為1620℃～1650℃，澆注速度為7kg/s～8kg/s。澆注前開動真空泵，真空度控制在0.04MPa～0.05MPa。澆注過程要求平穩(wěn)、快速，操作按“先慢、后快、再慢”的節(jié)奏進行。

一旦澆注過程開始，便不可斷流，否則將導致澆注失敗。澆注過程中要不斷抽氣，保證泡沫塑料模樣熱分解的氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物通過涂料層迅速逸出，以利于金屬液的充填和控制金屬液的充填形態(tài)，防止鑄件產(chǎn)生夾渣和氣孔缺陷。澆注完畢后，過4min～6min去除真空。

結(jié)果分析，采用雨淋式頂注式澆注后，發(fā)現(xiàn)鑄件中有不少氣孔，部分澆不足。采用底注式澆注，澆注后發(fā)現(xiàn)氣孔和疏松仍然存在，數(shù)量也較少。采用階梯式澆注，看出氣孔缺陷幾乎沒有了，但鑄件上部的夾渣，縮松的缺陷卻沒有消失。選用了一澆一冒的澆注方法，并且把澆注溫度提高了10℃。以圓形鑄件的一邊作為澆口，另一邊作為冒口。這樣，既能使氣體有效的排出，又能使鑄件順序凝固，讓頂部得到金屬液的補充。澆注后發(fā)現(xiàn)，部分鑄件輕微縮陷還是存在，并且只集中在鑄件的頂部，但相對前三種方案，成品率已經(jīng)很高，由此可見一澆一冒的鑄造方法還是有一定的優(yōu)越性的。

綜上所述，不銹鋼材料的鑄造流動性差，再加上鑄件為薄壁件，所以必須采用高溫快速澆注以利于充型。模樣選取的材料，發(fā)氣量要小，減少薄壁鑄件中氣孔的出現(xiàn)。采用一澆一冒式澆注的鑄件，缺陷少，成品率高。（榕霖）