一、概述

　　消失模鑄造是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模樣粘結(jié)組合成模樣簇，涂刷耐火涂料并烘干后，埋在干燥的石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占居模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法，又稱為干砂實(shí)型負(fù)壓鑄造，國(guó)外稱之為EPC（Expendable casting proces），是目前較為先進(jìn)的鑄造工藝之一。

　　我國(guó)消失模鑄造開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，在借鑒國(guó)外消失模鑄造技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷了幾十年的研究、發(fā)展，逐漸形成了具有鮮明中國(guó)特色的消失模鑄造技術(shù)和生產(chǎn)格局，發(fā)展的道路雖然歷經(jīng)曲折、反復(fù)，但在眾多科研人員的不懈努力下，消失模鑄造技術(shù)的發(fā)展還是極其明顯的，特別是在2009年前后，由于消失模裝備技術(shù)和原輔材料國(guó)產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)，并形成了系列化和產(chǎn)供銷一條龍的生產(chǎn)格局，從而加速了消失模鑄造工藝在我國(guó)鑄造行業(yè)的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2009年，我國(guó)消失模鑄件的產(chǎn)量已達(dá)到42.7萬(wàn)t，最大的單件消失模鑄件達(dá)到12t。雖然消失模鑄造得到了飛速發(fā)展，但由于各個(gè)生產(chǎn)廠家技術(shù)封閉，以及未能像傳統(tǒng)鑄造技術(shù)形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而造成各消失模生產(chǎn)廠家各有特色，這在一定程度上也限制了消失模鑄造的發(fā)展，同國(guó)外的消失模生產(chǎn)水平存在一定的差距。

　　雖然消失模鑄造同傳統(tǒng)的砂型鑄造相比，減少了混砂、起模、修型、下芯、合箱等工序，避免了所述工序?qū)ぜ斐傻馁|(zhì)量問(wèn)題，大幅度提高了鑄件的尺寸精度，降低了表面粗糙度；同精密鑄造相比，生產(chǎn)工序、生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，但是由于消失模鑄造采用實(shí)型模樣澆注，充型過(guò)程中存在復(fù)雜的物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，同其他工藝生產(chǎn)的鑄件一樣，消失模鑄件不可避免地將產(chǎn)生各類鑄造缺陷，其中由于顯微夾渣存在于鑄件基體內(nèi)部，不易直觀地檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二是通過(guò)較復(fù)雜的檢驗(yàn)手段和破壞鑄件才能發(fā)現(xiàn)，所以消失模鑄件顯微夾渣成為消失模鑄造的難題。

　　二、消失模鑄鐵件顯微夾渣的存在形式

　　夾渣是鑄件缺陷的一種，俗稱渣眼，傳統(tǒng)鑄造工藝鑄件的夾渣一般因?yàn)槿蹮掕F液不純凈而形成的。消失模工藝鑄件的除了鐵液不純凈形成夾渣外，還會(huì)因工藝不完善，以及澆注過(guò)程中模樣的殘?jiān)斐设T件夾渣，且?jiàn)A渣一般多集中在鑄件的表皮下和過(guò)度圓角處，形狀有線條狀、片狀、塊狀等，顏色為黑色。由于非加工面的夾渣難以發(fā)現(xiàn)，所以對(duì)鑄件質(zhì)量的危害性也較大。

　　我公司采用消失模工藝生產(chǎn)ⅢB型鐵座的初期，由于鐵座為非加工鑄件，為保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，我們做了大量的破壞性檢驗(yàn)，將鐵座的各部位進(jìn)行切割檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鐵座尾部與工作面的連接處靠近邊緣部位A（見(jiàn)附圖）不是光滑潔凈的金屬面，而是有不規(guī)則黑色物體，通過(guò)顯微鏡觀察，判定為夾渣。由于夾渣極微小，如不仔細(xì)觀察難以發(fā)現(xiàn)，在顯微鏡下觀察，所占比例在10%左右。

 

夾渣部位

　　根據(jù)鐵座的使用狀況，此處為鐵座使用過(guò)程中的主要受力部位，由于夾渣缺陷的存在，會(huì)使夾渣處的力學(xué)性能大幅降低，從而無(wú)法保證線路的安全性，因此，夾渣缺陷成為鐵座是否采用消失模工藝生產(chǎn)的一個(gè)重要決定因素。

　　三、消失模顯微夾渣分析

　　消失模鑄造工藝的主要工序?yàn)椋耗哟氐闹谱鳎又谱?rarr;模樣組合→涂刷涂料→模型簇烘干）、埋模、熔煉和澆注等4道工序。依據(jù)夾渣缺陷生成的機(jī)理，我們認(rèn)為造成夾渣缺陷的原因主要有三個(gè)方面：一是熔煉后鐵液內(nèi)部的熔渣未能清理干凈，特別是球墨鑄鐵的熔煉，由于球化處理完畢后，鐵液內(nèi)部會(huì)殘留部分球化反應(yīng)的殘留物；二是澆注過(guò)程中，工藝控制不嚴(yán)，鐵液表面的浮渣隨鐵液進(jìn)入型內(nèi)；三是消失模工藝特有的充型過(guò)程中，高溫鐵液與模樣之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)鐵液的熱量，使模樣熱解氣化，再通過(guò)真空泵將模樣氣化產(chǎn)生的氣體抽出，而如果模樣氣化不完全，模樣氣化產(chǎn)生的氣體不能及時(shí)抽至型外，型內(nèi)產(chǎn)生的氣體壓力會(huì)使模樣殘?jiān)粼阼T件表皮下，從而造成鑄件產(chǎn)生夾渣缺陷（消失模行業(yè)內(nèi)稱為模樣殘?jiān)毕荩?/div>