大型消失模灰鐵鑄件（通常指單重≥5t、輪廓尺寸≥2m 的鑄件，如
機(jī)床床身、重型設(shè)備底座、風(fēng)電輪轂等）結(jié)合了
消失模鑄造（EPC） 的工藝靈活性與
灰鑄鐵的優(yōu)良減震性、耐磨性，但因鑄件尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、凝固周期長(zhǎng)，易出現(xiàn)氣孔、粘砂、縮孔 / 縮松、變形開裂等缺陷。其生產(chǎn)需圍繞 “工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、材質(zhì)控制、過程精細(xì)化管理” 三大核心，具體技術(shù)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)如下：
消失模鑄造的核心是 “泡沫模樣→涂層→干砂造型→負(fù)壓澆注”，大型鑄件需針對(duì) “尺寸效應(yīng)”（散熱慢、應(yīng)力集中）和 “工藝特性”（負(fù)壓場(chǎng)均勻性、金屬液充型規(guī)律）專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
泡沫模樣是鑄件的 “復(fù)刻基準(zhǔn)”，其尺寸精度、拼接質(zhì)量直接決定鑄件最終精度，需重點(diǎn)控制：
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材料選擇：優(yōu)先用可發(fā)性聚苯乙烯（EPS） ，密度控制在 18~22kg/m³（密度過低易導(dǎo)致模樣強(qiáng)度不足、澆注時(shí)分解不充分；過高則發(fā)氣量過大，易產(chǎn)生氣孔）。對(duì)壁厚＞100mm 的厚大部位，可采用 “EPS + 空心微珠” 復(fù)合模樣，減少發(fā)氣量。
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結(jié)構(gòu)優(yōu)化：
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避免 “尖角 / 厚大凸起”：將鑄件銳角設(shè)計(jì)為 R5~R10 圓角，厚大部位（如法蘭、筋板交接處）采用 “漸變壁厚” 或 “內(nèi)置冷鐵（泡沫冷鐵，后續(xù)與金屬液置換）”，防止局部凝固過慢導(dǎo)致縮松。
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拼接工藝：大型模樣需多塊 EPS 拼接時(shí)，采用 “熱熔焊接 + 膠水密封”（膠水選用低發(fā)氣的醋酸乙烯酯膠），焊接縫寬度≤2mm，且需用砂紙打磨平整，避免澆注時(shí)金屬液滲入縫隙形成 “飛邊” 或 “冷隔”。
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尺寸補(bǔ)償：考慮灰鑄鐵的凝固收縮率（1.2%~1.5%）和泡沫模樣的熱脹冷縮，在模樣設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留1.5%~2.0% 的綜合收縮量（厚大部位取上限，薄壁部位取下限）。
消失模涂層需同時(shí)滿足 “耐高溫、抗粘砂、易排氣、強(qiáng)度高” 四大要求，大型鑄件因澆注時(shí)間長(zhǎng)、金屬液靜壓力大，涂層設(shè)計(jì)更需精準(zhǔn)：
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涂層組成：采用 “雙層涂層” 結(jié)構(gòu)，底層（貼近泡沫）用高透氣性涂料（骨料為石英粉 + 滑石粉，粘結(jié)劑為水玻璃 + 酚醛樹脂，透氣性≥50cm³/(cm²?min)），負(fù)責(zé)快速排出泡沫分解氣體；面層用高耐火度涂料（骨料為棕剛玉 + 莫來(lái)石，耐火度≥1750℃），防止金屬液滲透粘砂。
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涂層厚度：根據(jù)鑄件壁厚調(diào)整，薄壁部位（≤50mm）涂層總厚度 1.5~2.0mm，厚大部位（≥100mm）2.5~3.0mm（過厚易導(dǎo)致排氣不暢，過薄易被金屬液沖破）。
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干燥控制：采用 “分段烘干”（先常溫晾干 4~6h，再進(jìn)入烘干房 60~80℃烘干 8~12h），確保涂層含水率≤1.5%（水分過高會(huì)在澆注時(shí)產(chǎn)生水蒸氣，形成皮下氣孔）。
大型消失?；诣F鑄件的造型和澆注是 “動(dòng)態(tài)平衡” 過程，需控制干砂緊實(shí)度、負(fù)壓場(chǎng)均勻性、金屬液充型速度，避免缺陷產(chǎn)生。
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干砂選擇：用圓形石英砂（粒度 50~100 目），含泥量≤0.5%（泥量過高會(huì)堵塞涂層孔隙，影響排氣），使用前需經(jīng) 150~200℃烘干，含水率≤0.2%。
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緊實(shí)工藝：采用 “負(fù)壓振動(dòng)緊實(shí)”，振動(dòng)頻率 25~30Hz，振幅 0.5~1.0mm，振動(dòng)時(shí)間 3~5min（根據(jù)鑄件尺寸調(diào)整），同時(shí)保持砂箱內(nèi)負(fù)壓 - 0.04~-0.06MPa（負(fù)壓過低易導(dǎo)致干砂松散，鑄件易變形；過高易壓實(shí)干砂，堵塞排氣通道）。
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砂箱與澆冒口布置：
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砂箱選擇：用剛性強(qiáng)的 “鋼板焊接砂箱”，砂箱高度需比鑄件最高點(diǎn)高 200~300mm，防止金屬液溢出。
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澆冒口設(shè)計(jì)：大型灰鐵鑄件（尤其是壁厚不均件）需設(shè)置 “暗冒口”（冒口頸直徑為鑄件熱節(jié)直徑的 1.2~1.5 倍，高度為直徑的 1.5~2.0 倍），且冒口需位于鑄件最高、最厚部位，確保補(bǔ)縮效率；同時(shí)在鑄件低洼處、死角處設(shè)置 “排氣暗冒口”，輔助排出氣體。
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鐵水成分優(yōu)化：灰鑄鐵牌號(hào)通常為 HT250~HT350，成分需滿足：C 3.2%~3.5%，Si 1.8%~2.2%，Mn 0.8%~1.2%，P≤0.15%，S≤0.12%（C、Si 過高易導(dǎo)致石墨粗大，強(qiáng)度下降；過低易產(chǎn)生白口；S 過高易形成硫化物夾雜）。同時(shí)可加入 0.05%~0.1% 的孕育劑（硅鐵 + 錳鐵） ，細(xì)化石墨，防止白口。
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澆注溫度與速度：
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溫度：比小型鑄件高 30~50℃，控制在 1380~1450℃（溫度過低易導(dǎo)致充型不足、冷隔；過高會(huì)加劇泡沫分解，產(chǎn)生大量氣體，增加氣孔風(fēng)險(xiǎn)）。
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速度：采用 “慢 - 快 - 慢” 階梯式充型，初始速度 0.5~1.0m/s（防止泡沫突然受熱分解，氣體暴增），中間階段 1.0~1.5m/s（保證充型效率），末期 0.5~0.8m/s（避免金屬液沖擊砂型，導(dǎo)致塌箱）。
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負(fù)壓保持：澆注前砂箱負(fù)壓穩(wěn)定在 - 0.05~-0.06MPa，澆注過程中保持 - 0.04~-0.05MPa，澆注結(jié)束后繼續(xù)保壓 30~60min（直至鑄件表面凝固），防止鑄件在凝固過程中因負(fù)壓消失導(dǎo)致尺寸變形。
大型灰鐵鑄件凝固周期長(zhǎng)（通常≥24h），內(nèi)部應(yīng)力易累積，后處理需重點(diǎn)控制 “緩冷、清砂、缺陷修復(fù)”。
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澆注后禁止立即開箱，需在砂箱內(nèi)緩冷 24~48h（根據(jù)鑄件單重調(diào)整，單重 10t 以上需緩冷 48h 以上），待鑄件溫度降至 300℃以下再開箱（溫差過大易導(dǎo)致鑄件內(nèi)外應(yīng)力差，產(chǎn)生裂紋）。
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對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)力集中部位（如筋板交接處、法蘭根部），可在開箱后立即覆蓋 “保溫棉” 或 “石棉布”，進(jìn)一步減緩冷卻速度，釋放內(nèi)應(yīng)力。
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清砂：優(yōu)先用 “拋丸清砂”（拋丸直徑 1.5~2.0mm，速度 60~80m/s），徹底清除表面粘砂和涂層殘留；對(duì)內(nèi)腔、死角部位，輔以 “高壓水槍清砂”（水壓 8~10MPa），避免殘留砂粒影響鑄件精度。
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檢測(cè)：
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外觀檢測(cè)：重點(diǎn)檢查表面氣孔、粘砂、冷隔，允許的氣孔直徑≤5mm，且每 100cm² 面積內(nèi)不超過 2 個(gè)。
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內(nèi)部檢測(cè)：采用 “超聲波探傷（UT）”，參照 JB/T 5000.15 標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵部位（如受力面、安裝面）探傷等級(jí)需達(dá)到 Ⅱ 級(jí)，不允許存在≥φ3mm 的內(nèi)部縮孔 / 縮松。
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缺陷修復(fù)：表面小氣孔（直徑≤3mm）可采用 “樹脂砂補(bǔ)焊”（焊條選用 Z308 純鎳鑄鐵焊條，預(yù)熱溫度 200~300℃，焊后緩冷）；內(nèi)部縮松可采用 “壓力注漿”（注漿材料為環(huán)氧樹脂 + 石英粉，注漿壓力 0.3~0.5MPa），修復(fù)后需重新探傷確認(rèn)。
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應(yīng)力消除：所有大型鑄件需進(jìn)行 “人工時(shí)效處理”，加熱溫度 550~600℃，保溫 4~6h，隨爐緩冷至 200℃以下（時(shí)效后鑄件內(nèi)應(yīng)力消除率≥80%，避免后續(xù)加工或使用中變形）。
大型消失?；诣F鑄件的生產(chǎn)核心是 “控制氣體、保證補(bǔ)縮、釋放應(yīng)力”：通過優(yōu)化泡沫模樣與涂層設(shè)計(jì)減少氣體來(lái)源，通過合理的澆冒口與負(fù)壓工藝確保金屬液充型與補(bǔ)縮，通過緩冷與時(shí)效處理釋放內(nèi)應(yīng)力。同時(shí)需建立全流程質(zhì)量管控（從原材料到后處理），才能穩(wěn)定生產(chǎn)出滿足精度（通常 CT8~CT10 級(jí)）和力學(xué)性能要求的大型鑄件。
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