【摘要】熔模铸造的生产工序多，周期较长，产品质量受多方面因素影响，在制壳工序可能产生多种缺陷，如铸件轮廓不清、表面粗糙、金属豆及凹凸等。分析制壳工序中产生缺陷的原因，提出相应的解决办法，提高了生产效益。
熔模铸造能制造出形状复杂、尺寸精度较高的铸件，它是机械制造生产中一项很重要的少或无切削工艺。但是，由于熔模铸造的生产工序多、周期较长，产品质量受多方面因素影响，生产中的每个环节都很重要。随着机械工艺的飞速发展，对熔模铸件提出了更高的要求，要提升产品质量就要严把各道工序的质量关。在实际生产中，熔模铸件很多缺陷都与型壳质量有关，要消除这些缺陷需要综合考虑铸件使用的可靠性、工艺的可能性、生产的稳定性和经济的合理性。本文拟介绍熔模铸件在制壳工序产生的缺陷，分析其产生的原因，从而提出解决的措施，供铸造工作者参考。
一、熔模铸件由于制壳不当而产生的缺陷
铸件轮廓不清
这类缺陷通常发生在铸件的沟槽部位。这是因为涂料涂抹不均、涂层堆积，导致有的部位涂层厚薄不一，凹凸不平。涂料在流淌阶段一般会产生流痕，蜡模组树翻转后，涂料在沟槽处大面积堆积，导致最终铸件轮廓不清。出现这种情况是由于涂料粘度太大，屈服值太高，流动性差。因此，要降低涂料的粘度及屈服值，增加涂料的流动性；同时，需要合理控制流痕，通过摇晃或毛刷消除流痕，还要控制蜡模组树的倾斜角度及撒砂速度。
铸件表面粗糙
这是因为涂料的流淌过度出现在涂敷流淌阶段和流平流淌阶段。涂料粘度太低，流涂过后，涂挂性差，未形成足够的涂层厚度，撒上的砂粒会穿透面层涂料，且涂料在干燥的过程中会收缩，于是型壳在干燥后内表面便有细小的孔洞，浇注的过程中金属液侵入孔洞内，导致铸件表面粗糙，影响铸件表面质量。另外，也可能是由于流涂时操作不当，导致某些难涂敷处未施涂上涂料；或者第二层原砂粒度偏粗，引起砂粒裸露。
要解决这种问题应适当提高面层涂料的密度和涂层粘度，调整涂料的触变性，还要控制面层砂子的粒度，保证面层充分的干燥时间。还有一种情况是铸件表面出现麻点，则是由于型壳干燥时反应不充分，残留的钠盐较多。浇注时钠盐受到高温合金液体的作用而挥发，产生的气体与金属表面发生氧化反应而形成密集的麻点，要减少残存的钠盐，就应充分保证型壳的氨干和自然干燥时间。延长型壳的预焙烧时间或提高焙烧温度，同样可以消除其有害作用。
铸件的拐角处、不通孔底部出现金属豆在铸件的不通孔底部、拐角处等地方经常会出现芝麻粒大小的金属豆，如果零组件尺寸较小，清除金属豆很困难，甚至无法清除。出现这种情况有以下几种原因：
（1）在不通孔、拐角及凹槽处可能存在蜡屑未清理干净，结果被型壳复制下来，最终出现金属豆。
（2）涂料在涂刷过程中由于液体表面张力的作用，拐角、不通孔及凹槽处不容易浸润，在模壳与蜡模之间残留有气孔，金属液浇注后就出现这种缺陷。
对于第一种情况，要求操作者在清洗蜡模时认真、仔细，用毛刷清理干净蜡模。而第二种情况则可以将拐角处、不通孔底部适当修改成一定的圆角，减小液体的表面张力，使涂料与蜡模更容易浸润。操作者也可以在涂料时用毛刷轻轻刷涂这些地方，去除气孔。浸涂料时根据模组具体特点，选择适宜的角度使模组进涂料，还要上下左右转动，目的是使涂料能渗入到上一层骨料间隙，并良好润湿。取出后检查模壳表面，如出现未沾涂料部位则用刷子重点刷匀，并在甩料桶中甩掉多余涂料，防止涂料过厚或堆积；挂砂时，砂粒应均匀覆盖模组，防止局部未粘砂，挂砂后抖落浮砂。而具有较长不通孔和深孔的铸件还会出现大块多肉的情况，这是由于不通孔内气体及液体表面张力的共同作用，涂料不容易进入，则应该直接用毛刷涂抹涂料。
铸件不能浇注成形
在浇注的过程中，型壳突然开裂导致无法浇注成形。这是由于零组件体积较大，型壳强度不够，或者在某些部位蜡模棱角过尖，在涂料时不易粘附砂粒型壳厚薄不均，脱蜡时型壳膨胀收缩不均存在很大的内应力。使用硅酸乙酯涂料，自然干燥时间过短还会产生裂纹。解决的办法是适当增加撒砂的粒度和层数，以增加型壳厚度，在不易粘砂的尖角和拐角处采用毛刷补刷后重新撒砂，并延长其自然干燥时间等。
铸件有非金属夹杂物
在铸件表层或近表层出现非金属夹杂物，形状不规则。如果失蜡后的型壳产生了裂纹，在浇注时沿裂纹向内发生冲砂，或浇口杯的边沿有损坏，在浇注时砂粒随金属液进入型腔。这与涂料的粘度及干燥条件都有关系，要严格按工艺规程的参数进行调试。
铸件表面有线状毛翅
在铸件的表面边沿有线状毛翅。这是因为第二层涂料通过裂纹进入到了面层，虽然裂纹被堵住，但铸件还是会产生不规则的表面。面层裂纹产生的原因是涂料和干燥地方的温度及湿度的波动，在面层完成后会导致蜡模和涂料之间膨胀的差异，蜡模的膨胀或收缩在面层上引起裂纹。此外，空气流动使干燥过程不稳定，并使型壳处于受力状态，由于面层厚度不均匀，使得不同厚度的型壳层干燥速度不一样，导致在型壳厚薄交界处应力集中，都会产生裂纹。因此，制壳作业间需要有湿度计、温度计等随时监控，空气的流通要有专门的装置。
铸件凹缩或凸出
型壳向型腔内鼓胀，铸件便凹缩；型壳向型腔外鼓胀，铸件局部凸起。型壳鼓胀通常在大的平面上产生，其主要原因有以下几个方面：
压型不清洁，压制蜡模时脱模剂使用过多，蜡模上带有过多的脱模剂，使面层涂料不易粘附。
蜡模组树方位不当，蜡模的平面在浸涂料时应该垂直进入涂料中，使重力从蜡模上牵扯涂料的作用减到最小程度。
撒砂粒度分布不合适，使面层和后继层分层，加上浇注时高的金属静压力头，使型壳在浇注时变形。
复合型壳各层的膨胀系数不同，也是导致型壳鼓胀的一个原因。
熔模应力能在提涂时释放出来，使涂层从熔模上脱落。第二层涂料粘度应较面层大些，撤砂粒度也要较面层粗些，如果前两层未充分构造好，型壳的强度将难以保证。蜡模要采用中性清洗剂清洗，用干抹布擦拭浇口棒，彻底清除蜡模表面的油污。另外，还要按照铸造工艺理论，结合铸件实际情况改进制壳工艺，问题都可以解决。
铸件表面出现严重的气孔
型壳在脱蜡时，由于种种原因而没有全脱完，有残余模料。焙烧后也没有全部烧掉，残余碳氢化合物和碳氧化合物，当高温合金液注入型壳中后，会产生下列反
但型壳强度低，而且会产生气孔。还有另一种情况是，由于型壳涂层太厚，型腔的拐角及孔槽处在浇注时气体不容易及时排出，造成“憋气”现象。在保证不跑火的情况下，减少涂层厚度能有效地解决这个问题。
二、需要综合考虑的问题
以上缺陷的防止都要综合考虑干燥条件、涂料成分及性能、失蜡及焙烧工艺等几方面因素的影响。在涂挂面层时和涂挂完成后，模组周围的干燥条件对各种型壳缺陷形成的影响比其他条件都大，故需仔细控制其干燥条件，以保证涂料的收缩。空气流动速度不适当，使从胶态粘结剂中带来的水蒸发得很快，会使薄的型壳很快收缩在熔模上。另外，模组周围空气温度和湿度的波动超过)，熔模就会释放应力于薄的面层涂料上，使型壳干燥和收缩不稳定。因此，为避免型壳裂纹、铸件夹砂或凹陷等缺陷产生，应严格控制干燥条件。保持涂料成分和性能的稳定是使型壳性能稳定的关键。涂料中保持’的恰当含量，可保证型壳的强度；涂料中’含量高的型壳强度比’含量低的要低；润湿剂、消泡剂和水三种附加物会降低型壳强度，要适当使用。
模壳装入脱蜡设备不能过多，否则模壳表面积增加，需要的热量增多，设备工艺参数就会达不到要求，因此不能仅看总的型壳数目，还需要考虑模壳总的表面积。胶态粘结剂中带来的水蒸发得很快，会使薄的型壳很快收缩在熔模上。另外，模组周围空气温度和湿度的波动超过)，熔模就会释放应力于薄的面层涂料上，使型壳干燥和收缩不稳定。因此，为避免型壳裂纹、铸件夹砂或凹陷等缺陷产生，应严格控制干燥条件。保持涂料成分和性能的稳定是使型壳性能稳定的关键。涂料中保持’的恰当含量，可保证型壳的强度；涂料中’含量高的型壳强度比’含量低的要低；润湿剂、消泡剂和水三种附加物会降低型壳强度，要适当使用。
模壳装入脱蜡设备不能过多，否则模壳表面积增加，需要的热量增多，设备工艺参数就会达不到要求，因此不能仅看总的型壳数目，还需要考虑模壳总的表面积。模壳焙烧工艺除了对温度和时间有要求外，还要考虑炉子中氧气的含量。氧气能与含碳的残留蜡反应生成4E’，如果焙烧炉超载，氧气含量不足，残留蜡烧失不完全，也会使型壳产生缺陷。在组装蜡模时，蜡模之间的距离不能太小，否则会使型壳散热条件差，从而造成铸件表面缩陷。
三、结语
型壳生产与前道工序压制蜡模及随后的脱蜡、浇注、清整一样，要强调的是操作工艺的重要性，各个环节之间的配合，必须执行各个工序的工艺卡及相关的技术管理文件，并要在贯彻执行中不断完善有关文件，以适应正常生产的需要。铸件在制壳工序产生的缺陷，需要在每个工序、每个环节、每个岗位进行严格管理，精心操作，前后配合，才能够降低精铸件成本，提高企业的经济效益。