消失模铸造浇注系统优化方案

浇注系统是高质量铸件生产的关键因素之一。消失模铸造与普通铸造的本质不同在于，消失模铸造在浇注时型腔不是空腔，高温金属与泡沫塑料模样发生复杂的物理化学反应，泡沫模样高温分解产生物的存在及其反应吸热，对液态金属的流动、铸件的夹杂缺陷、化学成分变化等都会产生较大影响。因此在进行消失模铸造工艺设计时，除了一般铸造过程应遵循的原则外，尤其要注意泡沫模样的受热、分解对金属液充型及凝固的影响，注意减少或消除由此造成的消失模铸件缺陷。

消失模铸造工艺浇注系统的基本特点是“快速浇注、平稳充型”。由于泡沫塑料模样的存在，与普通砂型铸造相比，消失模铸造工艺的浇注系统具有如下特点：

1）常采用封闭式浇注系统。封闭式浇注系统的特点是，流量控制的最小截面处于浇注系统的末端，浇注时直浇道内的泡沫塑料迅速汽化，并在很短的时间内被液体金属充满，浇注系统内易建立起一定的静压力使金属液呈层流状充填，可以避免充型过程中金属液的搅动与喷溅。浇注系统各单元截面积比例一般为：

对于钢铁铸件，A_直∶A_横∶A_内＝（2.2～1.6）∶（1.25～1.2）∶1；对于非铁金属铸件，A_直∶A_横∶A_内＝（2.7～1.8）∶（1.30～1.2）∶1。

由于影响的因素很多，目前还没有计算消失模铸造工艺浇注系统参数的公式及方法，浇注系统最小截面积通常都由生产经验来确定。(www.xing528.com)

2）常采用底注式浇注系统。与普通铸造方法相同，金属液注入消失模内的位置，主要有顶注式、底注式、侧注式和阶梯式四种。不同浇注方式有各自不同的特点，应根据铸件的特点、金属材质种类等因素加于考虑。顶注式适用于高度不大的铸件；侧注式适于薄壁、质量小、形状复杂的铸件，对于管类铸件尤为适合；阶梯式适于壁薄、高大的铸件；由于底注式浇注系统的金属液流动充型平稳，不易氧化，也无激溅，有利于排气浮渣等，较符合消失模铸造的工艺特点，故底注式浇注系统在消失铸造中采用较多。

3）消失模铸造工艺允许尽快浇注。快速浇注是消失模铸造工艺的主要特征之一。消失模铸造浇注系统尺寸比常规铸造的浇注系统尺寸大，一些研究资料介绍，消失模铸造工艺的浇注系统的截面积比砂型铸造大约1倍，主要原因是金属液与消失模之间的气隙太大，充型浇注速度太慢有造成塌箱的危险。

4）采用较高的浇注温度。由于汽化泡沫塑料模样需要热量，消失模铸造的浇注温度比普通砂型铸造的浇注温度通常要高20～50℃。不同材质的浇注温度为：灰铸铁件1370～1450℃，铸钢件1590～1650℃，铸铝合金件720～790℃铸镁合金件730～800℃。浇注温度过低，夹渣、冷隔等缺陷明显增多。对于钢铁铸件，提高浇注温度对获得高质量的铸件都十分有利；但对铝（镁）合金铸件，浇注温度不宜超过800℃，否则易产生铸件的针孔和氧化夹杂缺陷。由于液态铝（镁）合金的浇注温度及热容量较低，浇不到缺陷也成了消失模铸造铝（镁）合金铸件缺陷的主要种类之一，为了克服该类铸造缺陷的产生，又应在足够的浇注温度下完成浇注。因此，平衡（较高的）浇注温度与铝（镁）合金消失模铸件针孔和氧化夹杂缺陷之间的关系，是铝镁合金消失模铸造工艺的重要任务，同时应加强熔化浇注时对液态铝镁合金的保护。