一、核心目標(biāo)：明確 “優(yōu)質(zhì)氣化” 的判斷標(biāo)準(zhǔn)

1. 氣化速度與充型速度匹配：泡沫氣化速度 ≥ 金屬液充型速度，避免金屬液 “追不上” 氣化空間導(dǎo)致澆不足。
2. 氣化產(chǎn)物完全排出：碳?xì)浠衔铮ㄈ绫揭蚁?、甲烷）無殘留，不形成氣孔或碳黑。
3. 無局部過度氣化：避免泡沫局部因高溫 “爆燃” 或 “殘留固態(tài)碳”，防止鑄件增碳或夾渣。

二、關(guān)鍵控制措施：從 “泡沫本身” 到 “工藝參數(shù)” 全鏈條優(yōu)化

1. 優(yōu)化泡沫模樣設(shè)計(jì)與材料：從源頭降低氣化風(fēng)險

• 選擇適配的泡沫材質(zhì)：
  不同泡沫塑料的氣化溫度、產(chǎn)氣速率差異顯著，需針對性選擇：
  • 鑄鐵 / 鋁合金鑄件（澆注溫度較低，600-1450℃）：優(yōu)先用EPS（聚苯乙烯）泡沫，成本低且氣化產(chǎn)物（苯乙烯為主）易排出；
  • 鑄鋼鑄件（澆注溫度高，1500-1650℃）：需用EPMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）或 EPS-EPMMA 共聚泡沫——EPMMA 氣化溫度更高（分解溫度約 300℃，高于 EPS 的 240℃），高溫下更易完全分解為小分子氣體（如 CO?、H?O），減少碳?xì)埩簦苊忤T鋼件增碳。
• 控制泡沫密度與泡孔結(jié)構(gòu)：
  • 密度：普通鑄件選擇15-25kg/m³的 EPS 泡沫（密度過低則強(qiáng)度不足，過高則產(chǎn)氣量大、氣化慢）；薄壁件（壁厚＜8mm）需提高密度至 25-35kg/m³，增強(qiáng)泡沫抗變形能力，同時保證泡孔均勻（泡孔直徑 0.2-0.5mm 最佳），避免局部致密導(dǎo)致氣化不均。
  • 拼接工藝：大型泡沫模樣（如機(jī)床床身）需分塊拼接時，必須用熱熔膠（而非冷膠） 密封拼接縫，防止金屬液滲入縫隙形成 “飛邊”，同時避免冷膠高溫分解產(chǎn)生額外有害氣體。
• 設(shè)計(jì) “氣化輔助結(jié)構(gòu)”：
  • 對厚大部位（如鑄件冒口、法蘭盤）：在泡沫內(nèi)部預(yù)設(shè) “排氣通道”（直徑 5-10mm 的泡沫棒），引導(dǎo)氣化氣體快速向砂箱負(fù)壓區(qū)流動；
  • 對深腔、窄縫結(jié)構(gòu)：在泡沫表面開設(shè) “透氣槽”（寬 2-3mm、深 1-2mm），避免氣體在封閉空間積聚。

2. 定制高性能耐火涂料：保障 “氣化 - 排氣” 通暢

• 涂料配方優(yōu)化（按鑄件材質(zhì)調(diào)整）：

  鑄件類型	涂料骨料（主成分）	粘結(jié)劑（輔助成分）	關(guān)鍵性能要求
  鑄鐵件	石英粉、石墨粉	水玻璃、酚醛樹脂	高耐磨性（抵御鐵水沖刷）、低燒結(jié)性
  鑄鋼件	棕剛玉粉、鋁礬土粉	硅溶膠、磷酸鹽	耐高溫（＞1600℃）、抗開裂（避免鐵水滲入）
  鋁合金件	滑石粉、高嶺土	聚乙烯醇（PVA）	高透氣性（鋁合金澆注溫度低，氣體易滯留）、易清理

• 嚴(yán)格控制涂料施工質(zhì)量：
  • 涂層厚度：根據(jù)鑄件壁厚確定，普通件 1-2mm，厚大件 2-3mm（過薄易被金屬液擊穿導(dǎo)致粘砂，過厚則透氣性下降）；
  • 涂刷方式：優(yōu)先用浸涂（適用于中小型件）或高壓噴涂（適用于大型件），確保涂層均勻無漏涂；避免手工刷涂（易產(chǎn)生刷痕，導(dǎo)致局部透氣性差）；
  • 烘干工藝：涂刷后需在50-80℃熱風(fēng)烘干箱中烘干 4-8 小時（根據(jù)涂層厚度調(diào)整），確保含水率＜1%—— 若烘干不徹底，涂料中的水分高溫蒸發(fā)會與泡沫氣化氣體混合，加劇氣孔缺陷。

3. 精準(zhǔn)控制澆注工藝參數(shù)：匹配 “氣化 - 充型” 節(jié)奏

• 澆注溫度：“高溫澆注” 是核心原則（但需避免過度高溫導(dǎo)致金屬氧化）：
  相比傳統(tǒng)砂型鑄造，消失模鑄造需提高澆注溫度30-80℃，具體數(shù)值如下：
  • 灰鑄鐵：1420-1480℃（傳統(tǒng)砂型 1380-1430℃）；
  • 球墨鑄鐵：1450-1500℃（傳統(tǒng)砂型 1400-1450℃）；
  • 碳素鋼：1550-1620℃（傳統(tǒng)砂型 1520-1580℃）；
  • 鋁合金（ADC12）：650-700℃（傳統(tǒng)砂型 620-660℃）。
    原理：更高的金屬液溫度可加快泡沫氣化速度，同時延長金屬液流動時間，避免冷隔；還能促進(jìn)氣化產(chǎn)物充分分解為小分子氣體，減少碳?xì)埩簟?
• 澆注速度：“快速、平穩(wěn)、連續(xù)”，避免中斷：
  • 速度控制：根據(jù)鑄件壁厚確定，薄壁件（3-5mm）需快速澆注（澆注時間＜30s），厚大件（＞50mm）可適當(dāng)放慢（澆注時間 30-60s），但需保證金屬液 “不間斷覆蓋泡沫表面”；
  • 澆注方式：優(yōu)先采用底注式或階梯式澆注系統(tǒng)（避免頂注式）—— 底注可使金屬液從鑄件底部向上平穩(wěn)填充，氣化氣體從頂部冒口 / 負(fù)壓區(qū)排出，減少氣體卷入；階梯式可分散金屬液沖擊力，避免泡沫局部被沖碎導(dǎo)致 “夾渣”。
• 負(fù)壓強(qiáng)度與保持時間：保障排氣通道通暢：
  • 負(fù)壓強(qiáng)度：砂箱內(nèi)負(fù)壓需穩(wěn)定在0.04-0.06MPa（鑄鐵 / 鋁合金件取下限，鑄鋼件取上限）—— 負(fù)壓過低，氣體無法快速排出；負(fù)壓過高，易導(dǎo)致干砂 “緊實(shí)度過高”，反而阻礙氣體流動；
  • 保持時間：澆注完成后需繼續(xù)維持負(fù)壓15-30 分鐘（直至鑄件表面凝固），避免鑄件凝固過程中內(nèi)部殘留氣體 “膨脹” 形成氣孔。

4. 優(yōu)化干砂填充工藝：避免 “局部氣體滯留”

• 干砂選擇：優(yōu)先用圓形或近圓形的寶珠砂、石英砂（角形砂易形成 “搭橋”，導(dǎo)致砂型內(nèi)部出現(xiàn)空隙，氣體易積聚）；粒度選擇 40-70 目（粒度太粗則砂型透氣性過強(qiáng)，易導(dǎo)致金屬液 “滲透” 形成粘砂；粒度太細(xì)則透氣性差，氣體排出受阻）。
• 填充方式：采用振動加負(fù)壓復(fù)合填充（而非單純?nèi)斯v實(shí)）—— 通過振動電機(jī)（頻率 25-50Hz）使干砂充分流動，填充泡沫模樣的所有縫隙，同時開啟負(fù)壓泵抽氣，使干砂緊實(shí)度均勻（緊實(shí)度控制在 1.5-1.8g/cm³），避免局部出現(xiàn) “疏松區(qū)”（氣體易在此滯留）。

三、常見問題與解決方案

總結(jié)

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