“實型熔鑄顆粒強(qiáng)化新技術(shù)”經(jīng)過了三個階段的摸索，逐漸實現(xiàn)了技術(shù)上的突破，最終取得了理想的效果。這三個階段分別是：

1．將常規(guī)的涂料法、膏塊法應(yīng)用于實型鑄造；

2．將合金粉末填充于消失模表層內(nèi)部孔洞，進(jìn)行實型鑄造；

3．將合金粉末在消失模表層做彌散處理，進(jìn)行實型鑄造。

在第一階段，由于實型鑄造內(nèi)部負(fù)壓，相應(yīng)的涂料法、膏塊法的結(jié)果均優(yōu)于常規(guī)的涂料法、膏塊法；但仍存在夾雜、熔不透等缺陷；第二階段，我們放棄了涂料法、膏塊法中的粘結(jié)劑、稀釋劑、及成型劑、造渣劑，而直接將合金粉末置于消失模表層內(nèi)部，的確消除了夾雜、熔不透等缺陷，但由于合金粉末都集中在孔洞中，出現(xiàn)了偏析現(xiàn)象，表現(xiàn)為組織不穩(wěn)定，甚至有合金粉末徹底熔化現(xiàn)象；最后，為了消除偏析，我們將合金粉末在消失模表層作了彌散處理，果然達(dá)到了理想效果，表現(xiàn)為復(fù)合材料層厚度均勻，組織穩(wěn)定，無任何鑄造缺陷，鑄件表面光潔度高，性能優(yōu)越。

實型鑄造過程是一個模型汽化、金屬液快速填充并行的過程，其中產(chǎn)生的大量氣體由于內(nèi)部負(fù)壓而排出砂型，因此要求澆注溫度比一般鑄件稍高，澆注過程中始終保持負(fù)壓穩(wěn)定，澆注后一段時間仍要保持一定的負(fù)壓。模型汽化后合金顆粒直接釋放到基體母液中，不存在“熔不上”的問題，由于澆注的母液是流動的，局部的液體波動會促使合金粉末與基體母液混合充分，加速合金粉末的熔化、擴(kuò)散，這樣就會形成濃度均勻、性能穩(wěn)定，呈梯度分布的復(fù)合材料層。當(dāng)然，如控制不當(dāng)，也會造成合金成分過渡擴(kuò)散，濃度降低導(dǎo)致復(fù)合材料層性能變差。因此要求有一定的合金濃度，一定的濃度分布梯度，且厚度適宜。如基體體積過大，液體保持時間會延長，這樣會導(dǎo)致復(fù)合材料層合金濃度大大降低，復(fù)合材料層性能也會變差，這時應(yīng)采取復(fù)合材料層表面設(shè)置冷鐵等激冷措施，減少擴(kuò)散時間，促使復(fù)合材料的凝固形成。因此為保證復(fù)合材料層的性能，需要考慮的工藝參數(shù)有：

（1）鑄型的澆注位置對復(fù)合材料層的影響

（2）合理的實型熔鑄工藝設(shè)計（澆道的安排，盡量減少對復(fù)合材料層的沖刷及波動，保證液面平穩(wěn)上升。）

（3）合金層的厚度與鑄件當(dāng)量厚度之比

（4）合金的顆粒化大小、母液澆注溫度的影響

（5）型砂粒度的影響

（6）負(fù)壓的大小及保持的時間。

試驗數(shù)據(jù)表明，實型熔鑄顆粒強(qiáng)化技術(shù)的關(guān)鍵要素為：

（1）將合金粉末在消失模表層做彌散處理，必須控制顆粒的發(fā)泡大小，吹入蒸汽的同時夾入合金粉末，顆粒大小在R2mm左右。

（2）澆注位置復(fù)合材料層位于側(cè)部及頂部較好，底部效果最差。

（3）澆注應(yīng)盡量采取底注式，避免基體母液直接沖刷復(fù)合材料層，保證液面平穩(wěn)上升。

（4）合金粉末應(yīng)選用200目～300目左右能獲得較好的表層復(fù)合材料；<100目有時會出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，>400目，合金粉末有時氧化嚴(yán)重，造成夾雜。

（5）合金層的厚度與鑄件厚度之比在10～20之內(nèi)合金熔化良好，獲得的復(fù)合材料層較為理想；在5～10、20～30內(nèi)合金層基本滿意；在<5的情況下，合金復(fù)合材料層需要采取措施延緩凝固時間，在>30情況下，要采取措施加速合金復(fù)合層的凝固。

表層復(fù)合材料組織由表及里依次為化合物層、過共晶層、共晶層、亞共晶層、基體組織?；衔飳咏M織為FeB初晶＋沿晶界分布的少量共晶；過共晶組織為初晶Fe2B＋共晶組織，共晶組織有兩種形態(tài)：菊花狀和魚骨狀；共晶層較薄，其組織主要為魚骨狀共晶；亞共晶組織為初晶奧氏體＋萊氏體。過共晶區(qū)，共晶區(qū)的菊花狀和魚骨狀組織都是[Fe2B＋奧氏體]共晶，其中奧氏體在繼續(xù)冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閇Fe3（Si，B）＋鐵素體]共析組織。

金屬基復(fù)合材料層與基體具有良好冶金結(jié)合，組織、硬度呈梯度分布，表層復(fù)合材料有優(yōu)良的耐磨和抗高溫氧化性能。