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【摘 要】对因硅溶胶型壳裂纹而引起的铸件毛刺缺陷进行了分析，找出了影响此类缺陷的主要原因，制定了防范措施，并在实际生产中取得一定效果。
【关键词】硅溶胶型壳；不锈钢精密铸造；毛刺；型壳裂纹
我公司主要生产硅溶胶型壳的不锈钢精密铸件，有阀门管件和机械零件等。铸件的毛刺是生产中时常批量产生的缺陷，必须在后处理工序经过打磨和抛丸等工序才能消除，即造成人物力的浪费，又影响了铸件表面的质量及尺寸精度，给生产和经营带来不利影响。
1.原因分析
毛刺缺陷一般发生在铸件的外表面或较大平面上，连续或断续不规则凸起，形成毛刺飞边。大件比小件发生几率要高。形成毛刺的原因是由于型壳在浇注前就产生了裂纹，钢水注入后，渗入型壳的裂纹之中，凝固后就形成了毛刺缺陷。而型壳的裂纹形成的原因有以下三点：
１．１在型壳干燥时产生的，由于面层干燥过快，或涂料干燥收缩过大引起的。
１．２脱蜡时蜡模膨胀大于型壳膨胀，而型壳湿强度又较差使型壳开裂。
１．３型壳焙烧工艺不当，产生型壳裂纹。
2.改进措施
2.1型壳的干燥
2.1.1型壳干燥车间温度、湿度对型壳裂纹的影响
制壳工况三要素有温度、湿度和风速。我公司以3″球阀阀体为例作实验，产品材质为0Cr18Ni9,在风速一定的情况下，对型壳干燥车间的温度和湿度每隔4小时测量一次。当温度变化超过5℃或湿度变化超过10%时，生产铸件较大部分出现表面毛刺缺陷。在相同温度和湿度条件下，调整风速。在对被层调整风速时，铸件表面毛刺影响极小；在对面层调整风速时，吹中强风干燥的型壳，浇注后铸件表面有严重毛刺缺陷，吹微风干燥或无风干燥时，铸件表面无毛刺缺陷。
经过以上统计分析，确定型壳干燥工艺为：
（1）面层干燥间温度控制在20-24℃范围内,湿度在60％-70％范围内，无风或微风干燥。
（2）过渡层和背层干燥间温度在22-26℃范围内，湿度在50％-55％。干燥时要求吹中强风，但不要正对模壳，要尽量使干燥间空气流动。
生产中要通过人工监测或自动化控制等措施，尽量控制温度和湿度不产生急剧变化，否则会增大铸件毛刺产生几率。
2.1.2干燥时间对缺陷的影响
在以上制定的干燥工艺控制范围内，我们针对容易出现表面毛刺的阀体、快速接头等铸件进行不同干燥时间的跟踪实验。发现面层经4h左右干燥的铸件几乎无毛刺。经6-8h干燥的铸件毛刺明显增加，时间越长毛刺越明显。背层干燥4h的铸件毛刺较多，而干燥8h和12h的铸件几乎无毛刺。所以得出结论：面层干燥时间不宜太长，否则型壳干燥产生裂纹，一般控制在4h为宜；背层干燥时间不能太短，型壳干燥不透彻，也是影响型壳裂纹与铸件表面毛刺的一个重要因素，因此干燥时间应确定为8-12h以上。
2.2脱蜡工艺对毛刺缺陷的影响
脱蜡时型壳开裂，是铸件产生毛刺缺陷的主要原因之一。脱蜡初期蒸汽热量如果能通过型壳迅速传至蜡模表层，蜡模表面在蜡模整体膨胀前熔化，从浇注系统流出，此时型壳将不容易开裂。反之型壳就容易产生裂纹。这就需要型壳脱蜡时满足以下条件：
2.2.1型壳在脱蜡以前要存放在恒温区内，防止因温度剧烈变化而导致蜡模急剧收缩或膨胀而产生型壳裂纹
2.2.2改进理装工艺，降低脱蜡指数
脱蜡指数=V/S ,V是指蜡的体积，S是指岀蜡口的断面积。生产中发现，同样的蜡模，内浇道大，则在脱蜡时型壳的内表面不容易产生裂纹，毛刺减少。
2.2.3脱蜡时要求蒸汽釜内的压力要达到0.8-1.0Mpa
要在型壳装入脱蜡釜内后，迅速使脱蜡釜内的压力达到0.8MPa以上，这样才能使高温蒸汽在足够的压力和足够短的时间内渗入到型壳内，加热并溶化蜡模。如果脱蜡的压力太低，蒸汽不能迅速穿透型壳熔化蜡模，就会使蜡模受热膨胀，胀裂型壳，产生型壳裂纹。
2.2.4脱蜡时间一般控制在10-15min,如果时间太长会使型壳的强度降低，造成型壳裂纹，甚至浇注时漏钢水
在脱蜡釜降压时，要缓慢释放釜内的压力，尽量控制在2-3min左右，降压太快，型壳内外压力差大，也会造成型壳开裂和破损。
2.3焙烧温度对毛刺缺陷的影响
型壳焙烧温度过高，超过1100℃，就会增加铸件产生毛刺缺陷几率，如果低于950℃，就会造成型壳焙烧不好，透气性及溃散性差，出现冷隔或呛火缺陷。所以，要视铸件的壁厚程度合理确定焙烧温度。一般壁薄件取温度上线，壁厚件取温度下线。焙烧时间40-50分钟。
3.结论
3.1型壳干燥间工艺参数要稳定，温湿度不能大幅度变化，尽量控制在工艺要求范围内。干燥时间必须合理，否则对铸件表面毛刺影响很大。
3.2脱蜡压力0.8-1.0MPa，升压要迅速，降压要缓慢。脱蜡时间10-15min。
3.3焙烧温度950-1100℃，视铸件壁厚合理设定。
采取以上措施以后，经过各个环节的认真控制，生产出几个批次304的阀门和快速接头，检验过后发现，铸件表面的毛刺明显减少。随后在生产中广泛采用以上的制壳脱蜡工艺，取得了显著效果。
【参考文献】
［１］佟天夫，陈冰，姜不居．熔模铸造工艺．北京：机械工业出版，1991．
［２］陈国桢，肖柯则，姜不居．铸件缺陷和对策．北京：机械工业出版社，1996．
【关键词】硅溶胶型壳；不锈钢精密铸造；毛刺；型壳裂纹
我公司主要生产硅溶胶型壳的不锈钢精密铸件，有阀门管件和机械零件等。铸件的毛刺是生产中时常批量产生的缺陷，必须在后处理工序经过打磨和抛丸等工序才能消除，即造成人物力的浪费，又影响了铸件表面的质量及尺寸精度，给生产和经营带来不利影响。
1.原因分析
毛刺缺陷一般发生在铸件的外表面或较大平面上，连续或断续不规则凸起，形成毛刺飞边。大件比小件发生几率要高。形成毛刺的原因是由于型壳在浇注前就产生了裂纹，钢水注入后，渗入型壳的裂纹之中，凝固后就形成了毛刺缺陷。而型壳的裂纹形成的原因有以下三点：
１．１在型壳干燥时产生的，由于面层干燥过快，或涂料干燥收缩过大引起的。
１．２脱蜡时蜡模膨胀大于型壳膨胀，而型壳湿强度又较差使型壳开裂。
１．３型壳焙烧工艺不当，产生型壳裂纹。
2.改进措施
2.1型壳的干燥
2.1.1型壳干燥车间温度、湿度对型壳裂纹的影响
制壳工况三要素有温度、湿度和风速。我公司以3″球阀阀体为例作实验，产品材质为0Cr18Ni9,在风速一定的情况下，对型壳干燥车间的温度和湿度每隔4小时测量一次。当温度变化超过5℃或湿度变化超过10%时，生产铸件较大部分出现表面毛刺缺陷。在相同温度和湿度条件下，调整风速。在对被层调整风速时，铸件表面毛刺影响极小；在对面层调整风速时，吹中强风干燥的型壳，浇注后铸件表面有严重毛刺缺陷，吹微风干燥或无风干燥时，铸件表面无毛刺缺陷。
经过以上统计分析，确定型壳干燥工艺为：
（1）面层干燥间温度控制在20-24℃范围内,湿度在60％-70％范围内，无风或微风干燥。
（2）过渡层和背层干燥间温度在22-26℃范围内，湿度在50％-55％。干燥时要求吹中强风，但不要正对模壳，要尽量使干燥间空气流动。
生产中要通过人工监测或自动化控制等措施，尽量控制温度和湿度不产生急剧变化，否则会增大铸件毛刺产生几率。
2.1.2干燥时间对缺陷的影响
在以上制定的干燥工艺控制范围内，我们针对容易出现表面毛刺的阀体、快速接头等铸件进行不同干燥时间的跟踪实验。发现面层经4h左右干燥的铸件几乎无毛刺。经6-8h干燥的铸件毛刺明显增加，时间越长毛刺越明显。背层干燥4h的铸件毛刺较多，而干燥8h和12h的铸件几乎无毛刺。所以得出结论：面层干燥时间不宜太长，否则型壳干燥产生裂纹，一般控制在4h为宜；背层干燥时间不能太短，型壳干燥不透彻，也是影响型壳裂纹与铸件表面毛刺的一个重要因素，因此干燥时间应确定为8-12h以上。
2.2脱蜡工艺对毛刺缺陷的影响
脱蜡时型壳开裂，是铸件产生毛刺缺陷的主要原因之一。脱蜡初期蒸汽热量如果能通过型壳迅速传至蜡模表层，蜡模表面在蜡模整体膨胀前熔化，从浇注系统流出，此时型壳将不容易开裂。反之型壳就容易产生裂纹。这就需要型壳脱蜡时满足以下条件：
2.2.1型壳在脱蜡以前要存放在恒温区内，防止因温度剧烈变化而导致蜡模急剧收缩或膨胀而产生型壳裂纹
2.2.2改进理装工艺，降低脱蜡指数
脱蜡指数=V/S ,V是指蜡的体积，S是指岀蜡口的断面积。生产中发现，同样的蜡模，内浇道大，则在脱蜡时型壳的内表面不容易产生裂纹，毛刺减少。
2.2.3脱蜡时要求蒸汽釜内的压力要达到0.8-1.0Mpa
要在型壳装入脱蜡釜内后，迅速使脱蜡釜内的压力达到0.8MPa以上，这样才能使高温蒸汽在足够的压力和足够短的时间内渗入到型壳内，加热并溶化蜡模。如果脱蜡的压力太低，蒸汽不能迅速穿透型壳熔化蜡模，就会使蜡模受热膨胀，胀裂型壳，产生型壳裂纹。
2.2.4脱蜡时间一般控制在10-15min,如果时间太长会使型壳的强度降低，造成型壳裂纹，甚至浇注时漏钢水
在脱蜡釜降压时，要缓慢释放釜内的压力，尽量控制在2-3min左右，降压太快，型壳内外压力差大，也会造成型壳开裂和破损。
2.3焙烧温度对毛刺缺陷的影响
型壳焙烧温度过高，超过1100℃，就会增加铸件产生毛刺缺陷几率，如果低于950℃，就会造成型壳焙烧不好，透气性及溃散性差，出现冷隔或呛火缺陷。所以，要视铸件的壁厚程度合理确定焙烧温度。一般壁薄件取温度上线，壁厚件取温度下线。焙烧时间40-50分钟。
3.结论
3.1型壳干燥间工艺参数要稳定，温湿度不能大幅度变化，尽量控制在工艺要求范围内。干燥时间必须合理，否则对铸件表面毛刺影响很大。
3.2脱蜡压力0.8-1.0MPa，升压要迅速，降压要缓慢。脱蜡时间10-15min。
3.3焙烧温度950-1100℃，视铸件壁厚合理设定。
采取以上措施以后，经过各个环节的认真控制，生产出几个批次304的阀门和快速接头，检验过后发现，铸件表面的毛刺明显减少。随后在生产中广泛采用以上的制壳脱蜡工艺，取得了显著效果。
【参考文献】
［１］佟天夫，陈冰，姜不居．熔模铸造工艺．北京：机械工业出版，1991．
［２］陈国桢，肖柯则，姜不居．铸件缺陷和对策．北京：机械工业出版社，1996．