1. 技術要求
　　缸蓋材質為HT250，化學成分為wCu = 0. 6 % ～1. 0 %，wCr = 0. 3 % ～0. 5 %，抗拉強度≥250 MPa；鑄件需經消除內應力處理，硬度為187 ～255 HBS，硬度差不大于40 HBS ( 在氣門座孔附近檢查)；未注明鑄造圓角半徑為3 ～5mm，起模斜度為1°～2°，未注壁厚為5 + 1- 0. 5mm；加工后進行水壓試驗，在0. 4 MPa 壓力下2min 不得有滲漏現象。
　　2. 消失模鑄造原材料的應用
　　珠粒成分為ST MMA ( 80 %P MMA+ 20 %EPS)，屬于一種高分子聚合物，在生產時，用戊烷作為添加劑，使其反應發泡。因為戊烷的揮發度為27 ℃ ( 異戊烷) ，所以該產品的保存方式為< 15 ℃或直接冷藏，并應建立完善的檢測手段，要保證預發珠粒在制模時的戊烷含量在8 % ～9. 5 %。ST MMA 原始珠粒直徑為0. 3 ～0. 5 mm，預發密度為21g/ L 。熱溶膠成分為碳氫化合物樹脂，閃點為232 ℃，密度為0. 92g/ cm3，固含量為99 %，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和滅菌劑。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電動機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。另外，攪拌速度會顯著地影響涂層的粘滯性，因此，產生最好效果的理想速度確定以后，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P MMA 作為主要原材料來制造模型，主要有以下幾個方面的原因：
　　( 1) 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。
　　( 2) 泡沫模型抗變形能力強，彈性恢復性能好( P 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 %) 。
　　(3) 由于共聚物P MMA 珠粒容易成形的粒徑可以更小( 最小零件壁厚大面積成形可達到4 mm，漸變截面零件最小起始壁厚可達到2mm)，泡沫模型成形能力強，提高了產品模型設計的自由度。
　　( 4) 共聚物PMMA 珠粒對發泡劑的屏蔽作用較強，可存放更長的時間( 原始珠粒可存放6 個月以上，預發珠粒可存放3 個月以上)，提高了制模的經濟性。
　　(5) 共聚物PMMA 泡沫模型的成形設備無需專門設計，與EPS 泡沫模型所用的成形設備一樣即可，且其熟化時間較短，尺寸穩定性好，縮短了生產周期。
　　( 6) 共聚物PMMA 泡沫模型具有較寬的密度范圍( 21～32g/ L)，以滿足成形性和可鑄造性，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他方面的有效因素；而EPS 泡沫模型的成形密度范圍雖然較寬，但滿足可鑄造性能的密度范圍卻較窄(20 ～22g/ L) 。
　　( 7) 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，如表1 所示。

　　3. PMMA 碳殘留分析
　　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：
　　( 1) PMMA 含有的碳原子數目較少，這可以從單體分子結構的組成中看出來，PMMA 為2 —C4H6O2- ) n 2 —C7H6 - ) n之比為5∶8 。
　　( 2) 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目之比變成了3∶8 。
　　( 3) PMMA 的熱力學穩定性差，進而導致其遇到高溫時能夠快速熱解。而EPS 則因為含有苯環結構，所以顯得熱力學穩定性較好，進而導致其遇到高溫時熱解速度較慢，且即使苯環結構熱解了，也會伴隨著氫氣的逸出而產生大量的碳。
　　( 4) 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將其去除，型砂的流動性不受影響；而后者多以粘滯液體的形態漂浮在金屬液的表面并長時間的滯留，很容易同金屬液一起被卷入到模型型腔內，進而產生碳夾雜。另外，這種粘滯液體一旦滯留在了型砂中，還會影響到型砂的流動性。
　　在不同狀態下兩種材料燃燒后的殘留物含量和鑄件的增碳量如表2 所示。

　　4. 消失模鑄造成品率統計與分析
　　消失模鑄造成品率統計如表3 所示。

　　從表3 可看出，漏水是消失模鑄造生產中出現的主要廢品，如果解決了此項問題，鑄件的成品率可以達到90 % 以上。解決辦法如下：
　　我們首先對漏水部位的取樣經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，然后又對漏水部位的取樣經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10 ～12

圖11 機體組織100X

圖12 石墨長度100X

　　元素能譜分析顯示在鑄件漏水部位的表面組織中碳元素的含量最多。從圖10 ～12 中可清楚地看到，在鑄件漏水部位的表面組織中有明顯的縮松缺陷，其石墨形態為枝晶片狀( E 型) ，石墨長度3 ～6mm，基體組織約為85 %F+ P ( 樣品規格為5mm×4mm×4mm，主檢儀器為倒置式金相顯微鏡，檢測依據為GB 7216 —1987) 。這就提示我們在消失模鑄造生產過程中，鐵液的澆注成形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，并沿著鑄件的斷面彼此之間相互連接構成了穿透式碳夾雜。缸蓋加工后進行水壓試驗，在0. 4MPa 壓力下2min 就會有滲漏現象的發生。當這種碳化物的殘留量很少，漏水現象僅表現為輕微的滲漏時，還可以通過高壓( 約0. 7MPa) 將堵漏的浸滲液壓進滲漏部位將其堵塞; 而如果這種碳化物的殘留量很多，漏水現象嚴重，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：降低珠粒的預發密度、直澆道泡沫模型鏤空處理、橫澆道與內澆道整體式發泡成形、模型簇采用整體式一次性浸涂料和增大造型澆注時的型內負壓度等，效果顯著。
　　隨著生產實踐的深入，我們發現如圖10 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，
　　這主要是由于預發珠粒的質量不穩定造成制模時泡沫模片產生疏松，進而在浸涂料時涂料滲入泡沫模片，使澆注的鑄件產生夾涂料的缺陷，此處就會發生漏水現象。為此我們一方面采取適當提高預發溫度和縮短熟化周期的辦法來盡量減少戊烷的揮發，以提高制模時模片內部珠粒之間的融合度; 另一方面，試驗用電加熱的方式來進行珠粒的預發，爭取最大限度地減少戊烷的揮發量。這兩種方式均收到了較好的效果。