型殼裂紋的案例
專家實踐匯總：水玻璃型殼鑄造工藝的六大缺陷分析
水玻璃型殼常見的缺陷有裂紋、變形、鼓脹，蟻孔、蠕孔及氣孔等，現分析如下。
一、型殼裂紋
型殼裂紋有兩種情況，一是澆口杯產生裂紋，如圖1所示；二是型殼表面產生裂紋，如圖2所示。
圖1 澆口杯裂紋
圖2 型殼表面裂紋
澆口杯裂紋特征：型殼的澆口杯有裂紋，嚴重時澆口杯開裂。 型殼表面裂紋：在型殼的表面上有彎曲的、深淺不等的裂紋。
01
產生原因
（1）涂料中水玻璃的模數、密度過高或過低；涂料中的粉液比過低；或硬化劑的濃度、溫度和硬化時間不當，硬化不充分；或型殼在硬化前的自然風干時間不夠，不利于硬化劑的繼續滲透硬化，影響了硅凝膠的連續性和致密性；或型殼的層數不夠等原因，導致型殼的強度低，出現了裂紋。
（2）涂料層涂掛的不均勻，或撒砂層厚薄不均；尤其是浸涂料后沒有撒上砂的部位，硅凝膠在收縮時受力不均勻，導致型殼產生裂紋。
（3）脫蠟液的溫度低，脫蠟時間太長。
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水玻璃型殼常見的缺陷有裂紋、變形、鼓脹，蟻孔、蠕孔及氣孔等，現分析如下。
一、型殼裂紋
型殼裂紋有兩種情況，一是澆口杯產生裂紋，如圖1所示；二是型殼表面產生裂紋，如圖2所示。
圖1 澆口杯裂紋
圖2 型殼表面裂紋
澆口杯裂紋特征：型殼的澆口杯有裂紋，嚴重時澆口杯開裂。 型殼表面裂紋：在型殼的表面上有彎曲的、深淺不等的裂紋。
01
產生原因
（1）涂料中水玻璃的模數、密度過高或過低；涂料中的粉液比過低；或硬化劑的濃度、溫度和硬化時間不當，硬化不充分；或型殼在硬化前的自然風干時間不夠，不利于硬化劑的繼續滲透硬化，影響了硅凝膠的連續性和致密性；或型殼的層數不夠等原因，導致型殼的強度低，出現了裂紋。
（2）涂料層涂掛的不均勻，或撒砂層厚薄不均；尤其是浸涂料后沒有撒上砂的部位，硅凝膠在收縮時受力不均勻，導致型殼產生裂紋。
（3）脫蠟液的溫度低，脫蠟時間太長。
展開 精密鑄造的4種主流制殼工藝：從主要問題、品質改進方法等方面解析
(2)制殼生產周期長是它的最大缺點和不足(見表1)，尤其在生產大件，有深孔、深槽件時，每層干燥常要24-48h。以50kg雙流道葉輪為例，常須10-15d
制殼時間，稍有未干透之死角，在水脫蠟時會造成硅溶膠回溶，型殼裂紋。
(3)硅溶膠型殼(低溫蠟)型殼成本較水玻璃型殼高5倍(每t鑄件制殼成本為5000元)，比復合型殼高17%。鑄件成本相應較高。
3.2改進方向
(1)為防止因低溫蠟回收處理不徹底及用水脫蠟時與復合型殼或水玻璃型殼共用同一熱水槽，易產生鑄件皂化物夾雜缺陷應采取以下措施。
①采用蒸氣脫蠟(蒸氣壓力0.2-0.4MPa，溫度120-130℃)代替水脫蠟，不僅可以防止皂化物夾雜而且型殼不易產生裂紋，對鑄件的質量穩定更有保障。
②若采用熱水脫蠟，應在水中加人體積分數為1%-3%的工業鹽酸，脫蠟后再用含鹽酸的熱水沖洗每組型殼以減少皂化物殘留。盡可能不要與水玻璃型殼、復合型殼共用同一槽水脫蠟，也可更換水液，單獨集中脫蠟，以減少皂化物入殼。
③回收蠟處理可用鹽酸的體積分數為3%-5%的酸化水，沸騰及沉淀時間要足夠長。冬季硬化水溫度低，水玻璃及復合型殼中Na2O的殘留量高，蠟料皂化也較嚴重，應多加鹽酸處理回收蠟，減少皂化物。蠟料處理后，及時補加硬脂酸也很重要。
(2)為縮短制殼生產周期，可采用“快干硅溶膠”制殼，此工藝已日漸成熟，其各層型殼干燥時間可縮短1/2以上。小件各層(除最后層外)干燥僅須3h，制殼時間由原63h縮短為24h。中大件也較一般硅溶膠縮短50%。而其市場價只提高20-30%，完全可由場地、電耗的減少及生產率的提高來彌補。快干硅溶膠的推廣應用是硅溶膠制殼工藝的改革必由之路，將會逐步擴大應用。
展開 “小麻點，大 麻煩”！講講熔模鑄造工藝最頭疼的缺陷問題
有的資料提出，在型殼填砂材料中加入木炭粉，或把石墨、瀝青等碳質材料加入制殼材料中，或澆注前在型殼中加入四氯化碳，或澆注后立即將型殼置于還原氣氛中，如加木屑或廢蠟再蓋箱密封冷卻，或降低熔煉溫度等措施，以減少或降低麻點。筆者認為選用這些措施時，即要充分考慮其在批量生產中的可行性、合理性，又要考慮其對作業環境的污染，以及對操作者身體健康的影響等因素。
（2）合理選用型殼材料，并確保其質量。
第一，選用型殼材料，如鋯石英砂/粉的質量必須滿足工藝要求，尤其是面層耐火材料中含有的氧化物必須在工藝范圍內，金屬加工真不錯尤其是氧化鐵等氧化物的含量不能超標，過高的Fe2O3含量將加劇麻點的產生。
第二，對進廠的原材料要進行檢驗，合格后方可進廠、入庫。對庫存的原材料要定期復驗，不合格的面層材料不能使用。
（3）選擇合理的型殼焙燒工藝，并嚴格執行。
焙燒型殼的目的是從型殼中除去揮發性的物質（如殘留的水分、鹽分、模料等），進一步提高型殼的質量。生產中常采用的型殼焙燒工藝：溫度為850~900C，時間為2~4h（時間與裝爐量有關）。
型殼焙燒質量的好壞可以從型殼外觀的顏色判斷。如果型殼呈深灰色，則說明型殼中有較多的碳分，說明型殼焙燒不充分；如果型殼內表面或斷面呈白色、粉白色或粉紅色，則說明焙燒的質量好。
焙澆過的型殼應及時進行澆注。如果存放時間過長，在澆注前應再次進行烘焙（不是焙燒）。型殼不能多次焙燒，每焙燒一次，就會增加或加大型殼上的裂紋。
（4）使用中性或堿性粘結劑。
不銹鋼熔模鑄件產生麻點的主要原因：首先是金屬液和型殼面層耐火材料中含有較多的氧化物，其次是型殼焙燒不良，再次是粘結劑的種類。
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“小麻點，大 麻煩”！熔模鑄造工藝最頭疼的缺陷問題，如何解決？
有的資料提出，在型殼填砂材料中加入木炭粉，或把石墨、瀝青等碳質材料加入制殼材料中，或澆注前在型殼中加入四氯化碳，或澆注后立即將型殼置于還原氣氛中，如加木屑或廢蠟再蓋箱密封冷卻，或降低熔煉溫度等措施，以減少或降低麻點。筆者認為選用這些措施時，即要充分考慮其在批量生產中的可行性、合理性，又要考慮其對作業環境的污染，以及對操作者身體健康的影響等因素。
（2）合理選用型殼材料，并確保其質量。
第一，選用型殼材料，如鋯石英砂/粉的質量必須滿足工藝要求，尤其是面層耐火材料中含有的氧化物必須在工藝范圍內，金屬加工真不錯尤其是氧化鐵等氧化物的含量不能超標，過高的Fe2O3含量將加劇麻點的產生。
第二，對進廠的原材料要進行檢驗，合格后方可進廠、入庫。對庫存的原材料要定期復驗，不合格的面層材料不能使用。
（3）選擇合理的型殼焙燒工藝，并嚴格執行。
焙燒型殼的目的是從型殼中除去揮發性的物質（如殘留的水分、鹽分、模料等），進一步提高型殼的質量。生產中常采用的型殼焙燒工藝：溫度為850~900C，時間為2~4h（時間與裝爐量有關）。
型殼焙燒質量的好壞可以從型殼外觀的顏色判斷。如果型殼呈深灰色，則說明型殼中有較多的碳分，說明型殼焙燒不充分；如果型殼內表面或斷面呈白色、粉白色或粉紅色，則說明焙燒的質量好。
焙澆過的型殼應及時進行澆注。如果存放時間過長，在澆注前應再次進行烘焙（不是焙燒）。型殼不能多次焙燒，每焙燒一次，就會增加或加大型殼上的裂紋。
（4）使用中性或堿性粘結劑。
不銹鋼熔模鑄件產生麻點的主要原因：首先是金屬液和型殼面層耐火材料中含有較多的氧化物，其次是型殼焙燒不良，再次是粘結劑的種類。
展開 從原理到成型，熔模鑄造工藝全解析，這些鑄件更適合熔模鑄造
四、制殼工藝
制殼包括涂掛和撒砂兩道工序。涂掛涂料之前，熔模需經脫油脂處理。涂掛時要采用浸涂法。涂掛操作時應保持熔模表面均勻地涂掛上涂料，避免空白和局布堆積；焊合處、圓角、棱角和凹槽等應用毛筆或特制工具涂刷均勻，避免氣泡；涂掛每層加固層涂料前應清理前一層上的浮砂；涂掛過程中要定時攪拌涂料，掌握和調整涂料的粘度。
涂掛后進行撒砂。最常用的撒砂方法是流態化撒砂和雨淋式撒砂。通常熔模自涂料槽中取出后，待其上剩余的涂料流動均勻而不再連續下滴時，表示涂料流動終止，凝凍開始，即可撒砂。過早撒砂易造成涂料堆積；過遲撒砂造成砂粒粘附不上或粘附不牢。撒砂時熔模要不斷回轉和上下倒置。撒砂的目的是用砂粒固定涂料層；增加型殼厚度，獲得必要的強度；提高型殼的透氣性和退讓性；防止型殼硬化時產生裂紋。撒砂的粒度按涂料層次選擇，并與涂料的粘度相適應。面層涂料的粘度小，砂粒度要細，才能獲得表面光潔的型腔，一般面層撒砂粒度可選擇組別為30或21的砂；加固層撒砂采用較粗的砂粒，最好逐層加粗。制殼時，每涂掛和撒砂一層后，必須進行充分的干燥和硬化。
五、缺陷及防止方法
熔模鑄件的缺陷分為表面和內部缺陷以及尺寸和粗糙度超差。
表面和內部缺陷指欠鑄、冷隔、縮松、氣孔、夾渣、熱裂、冷裂等；
尺寸和粗糙度超差主要包括鑄件的拉長和變形。
產生表面和內部缺陷主要與合金液的澆注溫度，型殼的焙燒溫度與制備工藝，澆注系統與鑄件結構的設計等因素有關。
鑄件尺寸和粗糙度超差的主要原因是壓型的設計與使用磨損，鑄件結構、型殼的焙燒及其強度，鑄件的清理等因素有關。
展開 熔模鑄造知識匯總：熔模鑄造原理、工藝流程分析，常見缺陷解決辦法
一
熔模鑄造的原理及特點
熔模鑄造又稱精密鑄造或失蠟鑄造，它是用易熔材料(蠟料及塑料等)制成精確的可熔性模型，在模型上涂以若干層耐火涂料，經過干燥、硬化成整體型殼，然后加熱型殼熔失模型，再經高溫焙燒而成為耐火型殼，將液體金屬澆入型殼中，待冷卻后即成鑄件。
模料-壓蠟模-組模-修模-涂掛-撒砂-脫模-焙燒-澆注-冷卻-落砂-清理。
