鋁合金具有優(yōu)良的鑄造性能、良好的性、高的比強(qiáng)度和比剛度以及能近終成型等優(yōu)點(diǎn)。因此，目前航空航天、汽車、機(jī)械、電子等工業(yè)廣泛采用鑄造鋁合金。消失模鑄造是一種生產(chǎn)復(fù)雜鑄件的新方法。它具有鑄件的尺寸，表面粗糙度低，鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的自由度大，散砂緊實、無粘結(jié)劑等一系列優(yōu)勢。目前，消失模鑄造己廣泛應(yīng)用在鑄鐵、鑄鋼等黑色金屬，而鋁、鎂合金的消失模鑄造還存在問題，尤其是鋁合金消失模鑄件的孔洞缺陷嚴(yán)重，其增加了鑄件的廢品率。因此，開展鋁合金消失模鑄件孔洞缺陷的研究和防治對于擴(kuò)大消失模鑄造技術(shù)的應(yīng)用范圍至關(guān)重要。
 　　 這里開展消失模鑄造ZL101A鋁合金的孔洞缺陷特征及其形成機(jī)理的研究，以期為鋁合金消失模鑄件孔洞缺陷的防治提供理論依據(jù)。
 　　此外，鋁合金消失模鑄造中的孔洞缺陷也包括縮松縮孔缺陷。金屬液在凝固過程中的補(bǔ)縮是通過金屬液在枝晶間的流動來實現(xiàn)的。若在凝固過程中，金屬液的補(bǔ)縮壓力不足或者補(bǔ)縮不充分，則鑄件易于產(chǎn)生縮松縮孔缺陷。由于消失模鑄造是在重力下凝固，金屬液的補(bǔ)縮壓力相對較小，因此鋁合金消失模鑄件中也易產(chǎn)生縮松縮孔缺陷。
 　　a.消失模鑄造ZL101A鋁合金微觀組織主要有初生a-AI枝晶、Al-Si共晶體和MgrSi組成，微觀組織中存在較多孔洞缺陷，其孔洞缺陷主要包括針孔和縮孔縮松，孔洞缺陷的形狀和大小不均，分布在整個斷面上。
 　　b.鋁合金消失模鑄造拉伸試樣的斷口在高倍掃描電鏡下觀察，可以看到孔洞的側(cè)壁光滑、形貌圓整.針孔缺陷主要是由于大氣、金屬材料、熔劑和涂料的水分受熱分解產(chǎn)生的氫大量溶于鋁液，其在鋁液凝固中析出而形成的氫氣孔。
 　　c.消失模鑄造鋁合金的縮松縮孔缺陷形貌在掃描電鏡下觀察，與針孔形貌存在區(qū)別，可以看到明顯的枝晶形貌，它主要是由金屬液凝固過程的補(bǔ)縮不充分造成的。此外，在消失模鑄造中，泡沫模樣的分解產(chǎn)物如果不能很好地通過涂料層逸出，也易產(chǎn)生孔洞和夾雜缺陷。
 　　在進(jìn)行消失模鑄造工藝設(shè)計時，干砂充填緊實工藝非常重要。為此除了前面介紹選擇干砂外，還需要選擇合適的振動臺。在干砂充填緊實時應(yīng)注意以下幾個問題。
 　　(1)加砂要求按合金種類、鑄件大小不同，砂箱底部一般應(yīng)預(yù)填干砂厚度在100mm以上，以便于模型簇的安放和防止砂箱底部篩網(wǎng)損壞；根據(jù)工藝要求安放模型簇。
 　　(2)加砂方法可采用柔性加砂法，即軟管加砂，人為控制落砂高度，不損壞模型，方便靈活，但速度慢效率低；螺旋給料器加砂可移動到砂箱的各個部位，但不能調(diào)整落砂高度；雨淋式加砂法加砂均勻，對模型的沖擊力較小，并可實現(xiàn)密封、定量加砂，效果較好。
 　　(3)加砂與振動的配合現(xiàn)在一般多采用邊加砂邊振動，這樣加砂緊實過程效果優(yōu)于加滿砂再振動，干砂充填均勻，減少模型變形。
 　　加砂前應(yīng)檢查抽氣室隔離篩網(wǎng)有無破損；填砂埋箱過程不損傷模型和涂料層；加砂速度和落高要均勻適當(dāng)，防止鑄件變形，特別是大平面鑄件和長桿類鑄件；對于特別難以填充的部位，可采用人工輔助充填，也可使用自硬砂解決局部填砂困難的位置，   時還可開設(shè)填砂工藝孔然后在用EPS填補(bǔ)；干砂溫度   低于50，頂部吃砂量在使用負(fù)壓時不低于50mm。
 　　澆注系統(tǒng)設(shè)計
 　　1）澆注位置確定盡量立澆、斜澆，避免大平面向上，合金的上升速度；澆注位置應(yīng)使金屬與模型熱解速度保持同步，防止?jié)沧⑺俣冗^慢或出現(xiàn)斷流；模型在砂箱中的方位應(yīng)有利于干砂填充；重要加工面位于下面或側(cè)面，頂面   好是非加工面；澆注位置有利于多層鑄件排列。
 　　2）澆注方式確定頂注充型時間   短，速澆有利于防止塌箱，溫降少，有利于防止?jié)膊蛔愫屠涓羧毕?，工藝出品率高，順序凝固補(bǔ)縮好，有利于碳缺陷，但是難以控制金屬液流，易使EPS熱解殘留物卷入，多適用于薄壁鑄件。
 　　側(cè)注是使金屬液從模型中間引入，可縮短內(nèi)澆道尺寸，適用于鑄鐵件，但易產(chǎn)生鑄件內(nèi)部碳缺陷。
 　　底注時金屬液上升平穩(wěn)速度慢，鑄件頂部易出現(xiàn)碳缺陷，有利于金屬充型，多適用于厚大鑄件。
 　　階梯式注入是指分兩層或多層引入金屬液，這種J隋況多采用中空澆道，易引起冷隔缺陷，一般多用在高大鑄件。
 　　3）澆道比例及引入位置設(shè)置引入位置時應(yīng)使充型過程連續(xù)不斷流，由液態(tài)金屬支撐干砂型壁，多采用封閉式澆注系統(tǒng)；澆注系統(tǒng)形式簡單實用，盡量減少澆注系統(tǒng)的組成成熟常常不設(shè)橫澆道。澆道斷面形狀簡單，多采用長方形；直澆道與鑄件之間的距離應(yīng)充型過程中不致使模型變形；金屬壓頭應(yīng)超過EPS界面氣體壓力防止嗆火，中空直澆道和橫澆道有利于避免反噴，高的直澆道有利于生產(chǎn)   鑄件。
 　　4）澆注工藝確定合適的澆注溫度，模型消失是吸熱反應(yīng)，所以澆注溫度應(yīng)稍高一些。在澆注過程中需要排除EPS的固相和液相產(chǎn)物，對于球鐵件為減少殘?zhí)既毕莺桶櫰と毕?，提高溫度有利于提高鑄件質(zhì)量。一般推薦比砂型鑄造工藝提高30~50不同合金的澆注溫度。
 　　負(fù)壓的作用是緊實干砂，加快排氣速度，提高鑄件復(fù)印性。密封澆注環(huán)境。根據(jù)合金種類不同選定負(fù)壓范圍。負(fù)壓保持在鑄件凝固形成外殼足以保持鑄件形狀結(jié)構(gòu)即可卸除，時間一般取5一10min左右。

消失模鑄造的耐腐蝕性及澆注系統(tǒng)設(shè)計由光明機(jī)械編輯整理。