汽車發(fā)動機缸體缸蓋消失模鑄造技術的研究與應用

1、 汽車發(fā)動機缸體缸蓋消失模鑄造技術的研究與應用 為了降低發(fā)動機單位功率的重量指標、油耗指標及尾氣排放指標，我們研究并開發(fā)了直列四缸二氣門下置凸輪柴油機缸體缸蓋消失模鑄造產(chǎn)品。通過優(yōu)化設計產(chǎn)品結構工藝、鑄造環(huán)節(jié)流程工藝和采用性能更加的鑄鐵材料，使得每臺套缸體缸蓋消失模鑄件產(chǎn)品總重量與普通砂型鑄件相比減輕了15kg。發(fā)動機在扭矩工況下的油耗指標下降了1.5g/kw•h、排氣溫度下降了9、煙度下降了0.1FSN，在標定工況下的排氣溫度同比下降了19、煙度下降了0.2FSN。 發(fā)動機缸體缸蓋的制造水平是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，進而也在很大程度上代表了一個國家汽車工業(yè)的

2、發(fā)展水平。不斷提高發(fā)動機功率、降低燃油消耗量和減少尾氣排放是汽車工業(yè)自身發(fā)展的內在需求，也是外部環(huán)境的客觀要求。鋁合金材料的選用使發(fā)動機乃至整車的重量得到了有效減輕，促進了汽車工業(yè)的發(fā)展。像美國的通用汽車GM公司、德國的寶馬汽車BMW公司、意大利的法塔鋁FATA消失模鑄造公司和法國的雪鐵龍汽車公司均采用了消失模鑄造工藝來生產(chǎn)鋁合金發(fā)動機缸蓋以改善發(fā)動機乃至整車的綜合性能并取得了顯著的效果。汽車時代的進步對原材料、能源的節(jié)約和環(huán)境保護提出了更高的規(guī)范，使得發(fā)動機的比功率（KW/排量•升）越來越大，導致發(fā)動機缸體缸蓋的工作溫度普遍提高，兩零部件的許多局部區(qū)域工作溫度已經(jīng)超過了2

3、00，此時一方面鋁合金的機械強度會下降很快，顯得不堪重負；另一方面發(fā)動機的機油正常工作溫度為105，如此的高溫使機油的潤滑和導熱作用變弱，而鑄鐵材料件在此溫度下仍然能正常工作并表現(xiàn)出優(yōu)異的工作性能。 目前解決鋁合金在高溫及常溫下機械強度不夠的措施是在缸體缸蓋連接螺栓處和缸體與軸承蓋連接螺栓處進行鑲鑄灰鑄鐵加固螺紋件或灰鑄鐵連接板。這樣做一方面增加了鑄造的技術難度、增加了零部件的重量，使得制造成本上升；另一方面由于鋁合金與灰鑄鐵的膨脹系數(shù)有差別，在發(fā)動機正常工作情形下容易產(chǎn)生疲勞裂紋和鑲鑄件的松動缺陷?？v觀鑄造產(chǎn)品成型的全過程，即從礦石冶煉到鑄件成品，鋁合金的耗能要比鑄鐵高。而鑄鐵產(chǎn)品的防振能力

4、、自潤滑能力和高溫機械性能遠大于鋁合金，因此可以預見普通灰口鑄鐵、高牌號孕育鑄鐵、合金鑄鐵、蠕墨鑄鐵和球鐵材質的汽車零部件將愈來愈多地受到人們的重視。尤其是蠕墨鑄鐵件，作為一種發(fā)動機新材料，蠕墨鑄鐵與普通灰口鑄鐵相比，抗拉強度提高了約75，彈性模量增加近40，疲勞強度幾乎是灰口鑄鐵的2倍，用蠕墨鑄鐵取代灰口鑄鐵生產(chǎn)的發(fā)動機缸體至少可減輕重量10，同時大大降低了疲勞變形和柴油機的污染物排放量。國外已在大功率柴油機發(fā)動機件上普遍采用蠕墨鑄鐵材料。它具備接近球墨鑄鐵的強度，有類似普通灰鑄鐵的防振、導熱能力及鑄造性能，而又較普通灰鑄鐵有更好的塑性和耐疲勞性能。總之，只有鑄鐵件的力學性能與高溫性能才能滿

5、足汽車乃至發(fā)動機的未來發(fā)展之要求。 消失模鑄造的基本原理是采用與所需鑄件形狀完全相同的泡沫塑料模添加合金縮水率后代替鑄模進行造型，泡沫模樣不取出呈實體鑄型，澆入金屬液使其汽化形成鑄件。與傳統(tǒng)的砂型鑄造相比，消失模鑄造取消了混砂、制芯工序，省去了傳統(tǒng)造型工序中分箱、起模、修型、組芯與下芯、合箱等操作，大大簡化了落砂、鑄件清理及砂處理工序，因而縮短了生產(chǎn)周期；同時一方面由于負壓下鑄型剛度大，鑄鐵件易于實現(xiàn)自補縮，從而減小鑄件所需的冒口尺寸，另一方面由于泡沫模型簇的組裝自由度大，易于實現(xiàn)一型多件澆鑄成型，提高了工藝出品率；消失模鑄件機械加工余量?。?.53.5mm），壁厚均勻度高，孔徑大于7mm的內

6、部型腔都可以直接鑄出，鑄件重量同比普通砂型鑄件減輕8%12%；消失模造型干砂中無需粘結劑和添加物（煤粉、膨潤土、水），這樣一來既節(jié)約了大量的原材料又有利于舊砂循環(huán)使用，減輕環(huán)境污染。消失模鑄造技術被譽為 “鑄造中的綠色工程”。在過去的二十世紀八十年代，美國就已經(jīng)把運用消失模鑄造工藝來生產(chǎn)汽車發(fā)動機缸體缸蓋，以提高發(fā)動機的整體性能來提升其汽車工業(yè)的國際競爭力，并取得了成功。 安徽全柴集團有限公司于1994年從美國引進了一條完整的消失模鑄造生產(chǎn)線和相關的生產(chǎn)技術，包括預發(fā)泡機、制模機、膠合機、機械手、干砂造型和負壓澆注生產(chǎn)線，經(jīng)過十余年的消化吸收與艱苦探索，先后自主研究開發(fā)了兩大系列7個品種的消失

7、模鑄造普通灰口鑄鐵HT150、HT200和高牌號孕育鑄鐵HT250柴油機零部件產(chǎn)品：R175A單缸柴油機缸蓋、R175A單缸柴油機缸體、N485四缸柴油機排氣管、N485四缸柴油機飛輪殼、N485四缸柴油機離合器殼、N485四缸直噴式柴油機缸蓋、4105ZLQ增壓中冷式四缸柴油機缸體。參見圖1所示，本文重點介紹直列四缸二氣門下置凸輪柴油機缸體缸蓋消失模鑄造工藝的關鍵技術與應用狀況。 1 泡沫模型結構工藝設計 汽車發(fā)動機缸體缸蓋消失模泡沫模型的結構復雜系數(shù)為一級，在實際生產(chǎn)過程中很難將其一次性發(fā)泡成型。我們參照零件的自身結構特點和消失模鑄造工藝特點將產(chǎn)品泡沫模型進行分片處理，并對每一個模片進行結

8、構工藝設計以利于發(fā)泡成型。每一個產(chǎn)品泡沫模型分片數(shù)量的多少及模片結構工藝設計的優(yōu)劣直接關系到消失模鑄造工藝項目的成敗和消失模鑄造生產(chǎn)效率的高低，這是關系全局的戰(zhàn)略問題。 1.1 發(fā)動機缸體泡沫模型結構工藝設計 發(fā)動機缸體通常由氣缸、缸筒冷卻水套、缸蓋結合面強力螺孔、出砂工藝孔、氣門挺桿孔、主油道孔系、機油回路孔、機油泵孔、凸輪軸孔（汽油機多為頂置凸輪，設置在缸蓋面上）、曲軸孔、曲軸箱、油底殼法蘭、濾清器法蘭、飛輪殼法蘭、冷卻水泵法蘭、機油冷卻器法蘭、各種強化筋條和輻板等組成。 目前國內外在柴油機和汽油機發(fā)動機缸體的泡沫模型的結構工藝設計上有較大差異，從分片方案到模片的工藝處理均不盡相同。歐美國

9、家在分片方案上多采用自缸蓋結合面至油底殼面水平切分（包括“V”型和直列式缸體）的方式。這種分型方案的優(yōu)點是有利于實現(xiàn)自動化大批量生產(chǎn)，且膠合線互不干涉，膠合質量有保證;不足之處是膠合線較多且大部分分布在非加工面上，外觀的整體美感不及普通砂型鑄造件。與之配套的模片工藝處理較大的地方是將曲軸箱沿起模方向進行局部封實和鏤空處理。這種模片工藝處理方案的優(yōu)點是有利于實現(xiàn)模具結構的簡化，進而對模片的發(fā)泡成型穩(wěn)定性和提高制模效率有積極的推動作用; 不足之處是盡管在模片的局部厚大處采取了等壁厚鏤空處理，以盡量減少由于局部封實而帶來的鑄件重量增加，但是由于受到起模高度和模片對孤島狀芯模的強大包緊力作用之限制，使

10、得鏤空處理的效果難如人意。 水平分型與豎直分型相結合工藝分型方案的優(yōu)點是既保證了曲軸箱的原始結構設計不變（發(fā)動機設計的理念是在滿足使用性能的前提下盡量減輕各個零部件的重量，因此曲軸箱的原始設計其結構是相當復雜的。內腔有密布的強化筋條和強化幅板，這些結構用普通砂型鑄造的工藝是容易實現(xiàn)的，而用消失模成型工藝采取豎直方向起模卻無法達到順利脫模之目的。如果采用之分型方案，就可將產(chǎn)品豎直方向的結構按照水平制模工藝來發(fā)泡成型了，鑄件的重量不額外增加。與普通砂型鑄造的缸體鑄件相比單只重量小10kg。消失模缸體鑄件為118kg， 普通砂型鑄件為128kg。缸體鑄件的重量減輕不僅降低了生產(chǎn)成本，也提高了鑄件的質

11、量和發(fā)動機的性能），又實現(xiàn)了泡沫模片制模的自動化，能夠滿足大批量生產(chǎn)的需要。不足之處是水平膠合線與豎直膠合線有交叉，容易在此處出現(xiàn)膠合不良現(xiàn)象。補救的辦法是先人工檢查再涂敷密封膠。 綜合以上國內外幾種有代表性的發(fā)動機缸體消失模工藝方案，加之筆者多年的生產(chǎn)實踐，認為對于要求大批量生產(chǎn)的汽車行業(yè)發(fā)動機缸體消失模鑄件而言，采用水平分型和將曲軸箱沿起模方向進行局部封實并從曲軸箱的外壁在局部封實部位作等壁厚鏤空內凹處理的完全自動化制模和完全自動化膠合方案較佳。 1.2發(fā)動機缸蓋泡沫模型結構工藝設計發(fā)動機缸蓋通常由進氣道、排氣道、冷卻水套、噴油器孔、機油孔、缸蓋結合面強力螺孔、出砂工藝孔、氣門挺桿孔、機油

12、罩殼法蘭面、冷卻水接口法蘭面、各種強化筋條和輻板等組成。 目前國內外在柴油機和汽油機發(fā)動機缸蓋的泡沫模型的結構工藝設計上有少許不同，而分型方案的處理漸趨一致。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐和研究發(fā)現(xiàn)：分型方案的處理漸趨一致主要是出于泡沫模片的成型質量、脫模的便利性和整體模型的膠合質量來考慮的，而泡沫模型的結構工藝設計上有少許不同主要是由于鑄件的材質不同而采取的相應措施。由于鋁合金的澆鑄溫度在720上下，鐵合金的澆鑄溫度在1440上下，如此大的澆鑄溫差導致了在鋁合金消失模鑄造工藝上能實現(xiàn)的結構（比如7mm以上的孔很容易直接鑄出），在鐵合金消失模鑄造工藝上卻難以實現(xiàn)這樣的結構（比如12mm以下的孔直接鑄出時很

13、容易出現(xiàn)粘砂和堵實現(xiàn)象）。這就要求我們針對不同的鑄件材質來設計相應的消失模鑄造工藝結構。但是無論鑄件的材質如何變動，其鑄件的泡沫模片的成型質量、脫模的便利性和整體模型的膠合質量方面的要求是一樣的。對于發(fā)動機缸蓋的泡沫模型分型方案比較一致的做法是水平逐層切割，原則是保證包含進排氣道的模片能在兩開合的模具結構中實現(xiàn)順利脫模。 發(fā)動機缸蓋泡沫模型水平逐層分割成四只模片，各自單獨發(fā)泡成型后按順序膠合成一個整體。這種作業(yè)方式的優(yōu)點是有利于組織實現(xiàn)自動化大批量生產(chǎn)部門且制模質量穩(wěn)定。圖10所示為一典型的發(fā)動機缸蓋泡沫模型簇澆鑄工藝方案。這是一個一次造型一箱六只缸蓋鑄件的澆鑄工藝方案，其澆注系統(tǒng)的設計按照均

14、衡凝固理論的指導，采取A(直)： A(橫1)：A(橫2)：A (內)=1：1.2：2.2：1.6。其優(yōu)點是鑄造工藝出品率高，可達80%，并且每兩只缸蓋泡沫模型組裝成的小模型簇有利于實現(xiàn)機械手自動化浸涂料的生產(chǎn)工藝，可極大地提高勞動生產(chǎn)率和穩(wěn)定產(chǎn)品質量。 2 發(fā)動機缸蓋消失模鑄造工藝孕育鑄鐵件的生產(chǎn)實踐 2.1 技術要求 材質HT250，加銅、鉻，0.61.0%Cu，0.30.5%Cr，抗拉強度不低于250 MPA;鑄件需經(jīng)消除內應力處理，硬度為187255HBS，硬度差不大于40HBS單位，在氣門座孔附近檢查;未注明鑄造圓角半徑為35mm，起模斜度為12度， 未注壁厚為5(+1，-0.5)mm

15、;加工后進行水壓試驗，在0.4MPA壓力下，歷時2min不得有滲漏現(xiàn)象。 2.2 消失模鑄造原材料應用 珠粒成分為STMMA(80%PMMA+20%EPS)， STMMA是屬于一種高分子聚合物，在生產(chǎn)反映的同時，使用戊烷作為添加劑，使該產(chǎn)品在應用中可以發(fā)泡。而戊烷本身的揮發(fā)度為27(異戊烷)，所以該產(chǎn)品的保存方式為<15以下或直接冷藏，并建立完善的檢測手段，要保證預發(fā)珠粒在制模時的戊烷含量在89.5%。STMMA原始珠粒直徑為0.30.5mm，預發(fā)密度為21g/l。熱溶膠成分為包含有醋酸乙烯和聚丙烯的聚烯烴塑料碳氫化合物樹脂EVA，閃點為232，比重為0.92g/cc，固含量為99%.粘

16、度為500cps121，顏色為琥珀色，在82以下有足夠的 粘結強度。涂料成分為鋁硅酸鹽耐火原料、軟化水溶劑、有機物固定劑、有機物流動性控制劑、滅菌劑。涂料粘漿稀釋前最好先拌勻然后放置過夜，攪拌器需具備可變速馬達，和一個有相當容量及緩沖板裝置的容器。攪拌時不要把空氣泡卷入粘漿里。攪拌速度會顯著地影響涂層的粘滯性，因此，產(chǎn)生最好效果的理想速度找到以后，應維持使用這一攪拌速度。 鐵合金消失模鑄造之所以選用共聚物PMMA作為主要原材料來制造模型，有以下幾個方面的原因：泡沫模型燃燒后在鑄件內的碳殘留極少（0.05%），通常不會對鑄件組織造成危害，鑄件的成品率較高；泡沫模型抗變形能力強，彈性恢復性能好(P

17、MMA泡沫模型抗變形彈性復原能力可達到98%以上，而EPS泡沫模型抗變形彈性復原能力只能達到92%)；由于共聚物PMMA珠粒容易成型的粒徑可以更小(最小零件壁厚大面積成型可做到4mm，漸變截面零件最小起始壁厚可做到2mm)，泡沫模型成型能力強，提高了產(chǎn)品模型設計的自由度；共聚物PMMA珠粒對發(fā)泡劑的屏蔽作用較強，可以存放更長的時間(原始珠粒可以存放6個月以上，預發(fā)珠粒可以存放3個月以上)，提高了制模的經(jīng)濟性；共聚物PMMA泡沫模型的成型設備無須專門設計，與EPS泡沫模型所用的成型設備一樣即可。況且其熟化時間較短，尺寸穩(wěn)定性好，縮短了生產(chǎn)周期；共聚物PMMA泡沫模型具有較寬的密度范圍，以滿足成型

18、性和可鑄造性（2132g/l）。人們在選擇共聚物PMMA珠粒時就可以避開碳缺陷的影響去重點考慮其它方面的有效因素。EPS泡沫模型的成型密度范圍較寬，而滿足可鑄造性能的密度范圍卻較窄（2022g/l）；共聚物PMMA泡沫模型的抗拉強度、抗壓強度和抗彎曲變形能力與EPS泡沫模型接近。 用共聚物PMMA泡沫模型材料進行消失模鑄造之所以碳殘留少，主要有以下幾個方面的原因：PMMA含有的碳原子數(shù)目較少。這可以從單體分子結構的組成中看出來，PMMA為（-CH2C4H6O2-）n，EPS為（-CH2C7H6-）n，兩者的碳原子數(shù)目之比為5:8； PMMA含有的氧原子可以將碳原子帶走。當澆注金屬液時，氧原子可

19、以與碳原子結合生成CO氣體逸出型外而將碳原子帶走。每個PMMA單體分子結構中有兩個氧原子，也就意味著能帶走兩個碳原子。這樣一來，兩者熱解后的碳原子數(shù)目之比變?yōu)榱藶?:8；PMMA的熱力學穩(wěn)定性差，進而導致其遇到高溫時能夠快速熱解。而EPS則因為含有苯環(huán)結構顯得熱力學穩(wěn)定性較好，進而導致其遇到高溫時熱解速度較慢。況且即使苯環(huán)結構熱解了，也會伴隨著氫氣的逸出而產(chǎn)生大量的碳；PMMA和EPS兩種材料熱解的形式不同。前者多以氣體的方式逸出型外，即使有少量的碳黑在型砂中聚集，也很容易通過砂處理的除塵系統(tǒng)將其趕走，造型砂的流動性不受影響；而后者多以粘滯液體的形態(tài)漂浮在金屬液的表面并長時間的滯留，很容易連同

20、金屬液一起被卷入到模型型腔內，進而產(chǎn)生碳夾雜。一旦這種粘滯液體滯留在了型砂中，同時會影響到型砂的流動性。在不同的狀態(tài)下兩種材料燃燒后的殘留物含量和鑄件的增碳量。 2.3消失模鑄造成品率統(tǒng)計與分析 從以上表3的數(shù)據(jù)處理可以看到，漏水是消失模鑄造生產(chǎn)中出現(xiàn)的主要廢品。如果解決了此項問題，鑄件的成品率可以達到90%以上。我們首先對漏水部位的取樣經(jīng)過丙酮的潔凈處理后用電子能譜儀進行表面元素的化學分析（探測數(shù)斑尺寸大小為0.5×0.5mm，采樣深度10nm，結果見表4。然后我們又對漏水部位的取樣經(jīng)過固定拋光和硝酸酒精溶液的腐蝕后，用金相顯微鏡進行微觀組織的觀察，結果見圖1214。 從表4中我們

21、可以清楚地看到，在鑄件漏水部位的表面組織中碳元素的含量最多(主檢儀器為ESCALAB250，Thermo electron corporation)。從圖1214中我們可以清楚地看到，在鑄件漏水部位的表面組織中有明顯的縮松缺陷，其石墨形態(tài)為枝晶片狀（E型），石墨長度>36mm，基體組織85%F+P（樣品規(guī)格為5×4×4mm，主檢儀器為倒置式金相顯微鏡，檢測依據(jù)為GB7216-87）。這就提示我們在消失模鑄造生產(chǎn)過程中，鐵水的澆鑄成型并沒有將泡沫模型完全燃燒和分解掉，而是有殘余的碳化物留在了鑄件的內部，并且沿著鑄件的斷面彼此之間相互連接構成了穿透式碳加雜。缸蓋加工后進行

22、水壓試驗，在0.4MPA壓力下，歷時2min就會有滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。如果這種碳化物的殘留量很少，漏水現(xiàn)象僅表現(xiàn)為輕微的滲漏，我們還可以通過高壓（7個大氣壓）將堵漏的浸滲液壓進滲漏部位將其堵塞。如果這種碳化物的殘留量很多，漏水現(xiàn)象嚴重，鑄件只能作報廢處理。為了降低鑄件中這種碳化物的殘留量，我們采取了以下措施：降低珠粒的預發(fā)密度、直澆道泡沫模型鏤空處理、橫澆道與內澆道整體式發(fā)泡成型、模型簇采用整體式一次性浸涂料和增大造型澆鑄時的型內負壓度，效果顯著。 隨著生產(chǎn)實踐的深入，我們發(fā)現(xiàn)像圖12所示的縮松缺陷在泡沫模片的疏松部位形成的鑄件中同樣出現(xiàn)。這主要是由于預發(fā)珠粒的質量不穩(wěn)定造成制模時泡沫模片產(chǎn)生疏松

23、，進而在浸涂料時涂料滲入泡沫模片，使得澆鑄的鑄件產(chǎn)生夾涂料的缺陷，此處就會發(fā)生漏水現(xiàn)象。為此我們一方面采取適當提高預發(fā)溫度和縮短熟化周期的辦法來盡量減少戊烷的揮發(fā)，以提高制模時模片內部珠粒之間的融合度；另一方面實驗用電加熱的方式來進行珠粒的預發(fā)，爭取最大限度地減少戊烷的揮發(fā)量。這兩種方式均已收到了較好的效果。 3 發(fā)動機缸蓋消失模鑄鐵件的成本優(yōu)勢和裝機臺架試驗 3.1 發(fā)動機缸蓋消失模鑄鐵件的成本優(yōu)勢 我們以N485(DI)型發(fā)動機消失模鑄造缸蓋為例進行與普通砂型鑄件作比較，結果消失模鑄件單只重量減輕了5kg(消失模鑄件重39kg， 普通砂型鑄件重44kg)；如果從消失模鑄造總的生產(chǎn)成本噸位價

24、格來計算，消失模鑄造總的生產(chǎn)成本比普通砂型鑄造每噸節(jié)約650元人民幣（消失模鑄造總的生產(chǎn)成本噸位價格約為5250.元人民幣，普通砂型鑄造總的生產(chǎn)成本噸位價約為5900.元人民幣）。對于汽車行業(yè)的大批量組織生產(chǎn)特點來講，運用消失模鑄造工藝來組織生產(chǎn)發(fā)動機缸體缸蓋是具有成本優(yōu)勢的。 3.2 發(fā)動機缸蓋消失模鑄鐵件裝機臺架試驗 通過機械加工并裝機做臺架試驗，臺架試驗依據(jù)：.GB1105-87 內燃機臺架性能試驗方法；GB/T9486-88 柴油機 穩(wěn)態(tài)排氣煙度測量方法。結果見表5。我們可以看出，采用消失模鑄造缸蓋的發(fā)動機在扭矩工況下的油耗指標下降了1.5g/kw&#8226;h、排氣溫度下降

25、了9、煙度下降了0.1FSN，在標定工況下的排氣溫度同比下降了19、煙度下降了0.2FSN。不斷提高發(fā)動機的比功率（KW/排量&#8226;升）、降低燃油消耗量和減少尾氣排放既是汽車工業(yè)自身發(fā)展的內在需求，也是外部環(huán)境的客觀要求。根據(jù)消失模鑄造缸蓋的發(fā)動機臺架試驗結果，運用消失模鑄造工藝來組織生產(chǎn)發(fā)動機缸體缸蓋會促進汽車工業(yè)的發(fā)展。 4幾點體會 鐵水凈化和鑄件的縮水率問題：在真空負壓狀態(tài)下澆鑄成型的灰鐵鑄件對鐵水的要求應比砂型鑄造還要高，這主要是前者是實型鑄造而后者是實型空腔鑄造。前者在鐵水燒蝕泡沫模型的同時更容易產(chǎn)生一些熔渣，這既會導致渣孔出現(xiàn)，也會使后序的孕育處理產(chǎn)生影響。另外，在

26、真空負壓狀態(tài)下澆鑄成型的灰鐵鑄件，其水平方向和豎直方向上的鑄件最終縮水率有所不同，前者約為1.92.2%，后者約為1.3.5%;在最終確定產(chǎn)品模具的縮水率之前，應先用與產(chǎn)品泡沫模型的材料相同的泡沫板材裁剪出大致與產(chǎn)品泡沫模型一樣的樣品進行試澆鑄。待多次試澆鑄并取得了穩(wěn)定的縮水率數(shù)值后，再開發(fā)產(chǎn)品模具，以免造成不必要的損失。 鑄件的機械加工余量：通常所指的消失模鑄件的機械加工余量較小，其值接近精密鑄造的設置（像規(guī)格為480×190×90的缸蓋鑄件，其六個外圍輪廓面的機械加工余量均設定為2.5mm）。需要說明的是這種設置的前提要保證鑄件的縮水率正確，否則就要適當加大其余量數(shù)值。

27、 泡沫模型的壁厚問題：通常鑄件的壁厚在技術要求上都允許有一定的公差，對于消失模鑄造工藝來講最好取其壁厚的上限，不能夠一味地追求鑄件重量的減輕，要平衡綜合效果。尤其是缸蓋產(chǎn)品中的進排氣道，當鑄件的壁厚小于5mm時，很容易產(chǎn)生漏水缺陷。其原因主要是當生產(chǎn)中的珠粒預發(fā)環(huán)節(jié)不穩(wěn)定時，壁厚較薄的地方在制模時珠粒之間很難融合好，導致模片有疏松缺陷，進而在浸涂料時會造成涂料內滲，澆鑄的鑄件就會有漏水現(xiàn)象。需要說明的是多加的工藝壁厚應添置在不影響氣道性能和冷卻水容積的一側。 泡沫模型鏤空處理工藝:對于局部厚大的泡沫模型和較深的孔，可以采用兩端封實中間鏤空處理工藝的處理工藝。這樣一來，既可以節(jié)約珠原料，又可以減

28、少碳夾雜和表面富碳給鑄件帶來的不良影響。 泡沫模型膠合完畢后的存放問題：經(jīng)過充分時效后的泡沫模片，按照一定的膠合工藝完成產(chǎn)品泡沫模型的組裝工作后，盡量在7個工作日內實現(xiàn)鑄件的澆鑄成型工作。如果泡沫模型膠合完畢后存放時間過長，容易發(fā)生泡沫模片脫膠現(xiàn)象。若脫膠層的深度在鑄件的機械加工余量范圍內，尚不能對鑄件的質量構成威脅；若脫膠層的深度超越了鑄件的機械加工余量范圍，就會發(fā)生由于涂料的內滲而造成鑄件內部產(chǎn)生夾涂料現(xiàn)象，進而導致鑄件在高壓試水時出現(xiàn)滲漏缺陷。 模型簇的一次浸涂工藝：泡沫模型簇組裝好后，最好采取一次性浸涂涂料的工藝。這時只要將涂料的玻美度適當提高一些即可。涂層的厚度在0.5mm左右即可。

29、如果采用兩次浸涂工藝，即第一次浸涂烘干后再進行第二次浸涂烘干，即使涂層的厚度仍維持在0.5mm左右，其涂料層的透氣性和對液相泡沫的吸附性都會極大地降低。容易在鑄件內產(chǎn)生碳夾雜、表面富碳和氣孔。這主要是由于第二層涂料將第一涂料層上的微孔給覆蓋了許多造成的。為了保證模型簇的一次浸涂工藝獲得成功，我們的泡沫模片設計就要注意避免產(chǎn)品結構中出現(xiàn)直角或交接面過渡不暢的現(xiàn)象，不然一則會在浸涂時產(chǎn)生大量的氣泡，二則會在浸涂后的涂層上產(chǎn)生裂紋，進而影響浸涂效果。 消失模鑄造與普通砂型鑄造的看法：兩者在經(jīng)典的鑄造原理上是相通的，普通砂型鑄造預留的一些工藝出砂孔，在消失模鑄造工藝布局時依然需要，甚至還要多開一些工藝孔。因為消失模鑄造既要有進砂和出砂孔，有要有涂料的進入和流出孔。千