消失模鑄造是液態金屬把泡沫實型模樣氣化，取代模樣所占據的空間而凝固形成鑄件，該工藝金屬液充型過程比普通砂型鑄造復雜的多，同時存在多種物理、化學反應，并直接影響鑄件的內在質量，本文以生產軸瓦鐵套為例，結合消失模鑄造的工藝過程，分析夾渣、夾砂等夾雜類缺陷產生的原因和防治方法。
　　消失模鑄造工藝過程是用泡沫塑料制作模樣，烘干定型后粘接澆冒口，模樣浸刷耐火涂料，干燥后模樣組束放入專用抽氣砂箱內，均勻地填埋并振實干砂，用塑料薄膜覆蓋砂箱上口，澆注之前對砂箱抽真空形成負壓，使砂子進一步緊固成鑄型，澆注時金屬液自澆口杯注入，泡沫模樣受高溫鐵水作用迅速氣化，產生的氣體通過涂層和型砂的間隙被抽走，鐵水取代模樣形成鑄件。消失模鑄造同砂型鑄造過程的根本區別在于省去了混砂、起模、修型、下芯、合箱等工序和由此產生的質量問題，可以得到表面光潔、尺寸精準的鑄件，但消失模鑄造工藝采用實型模樣，澆注時邊充型邊氣化，存在著復雜的物理、化學反應，如果工藝控制不當，就會產生鑄造缺陷。夾雜缺陷主要分為夾渣和夾砂，它們產生的原因既有相似之處，又有不同特點，但對鑄件的危害基本是一致的。下面分別分析兩種缺陷產生的原因和防止的方法。
　　軸瓦鐵套是工程車輛的關鍵部件，要求不能有任何氣孔、夾渣等影響強度和滲漏的缺陷，其加工表面要占鑄件的85%以上。初期，我們采用消失模工藝生產時，鑄件毛坯加工后發現夾雜缺陷嚴重，廢品率高達70%。正是通過此產品的生產攻關，逐步摸索了夾雜類缺陷產生的原因和防治方法。
　　1 夾渣缺陷產生的原因及防止
　　夾渣是夾雜缺陷的一種，又稱渣眼。消失模鑄件夾渣缺陷包括：鐵液熔渣和模樣殘渣。鑄件上二者一般都呈黑色，大小不一，形狀很不規則，有塊狀、片狀、線條狀等。一般存在于鑄件內部，多見于鑄件上表面的皮下和拐角處。通常鑄件外觀良好，加工去除表面金屬后才能發現，對生產和質量危害很大。
　　1.1 金屬熔渣缺陷的產生和防止
　　熔化鐵水時，或多或少要產生熔渣，特別是爐料銹蝕嚴重或采用鐵屑熔煉時，會產生大量的金屬熔渣。在澆注時熔渣很容易隨著鐵水進入型腔，留在鑄件內部，凝固后就形成黑色夾渣。由于夾渣的密度比鐵水小，一般要浮在鑄件上面，鑄件拐角處對熔渣有阻礙作用，熔渣上浮時易產生滯留，所以該部位也多見夾渣缺陷。消失模鑄造是在負壓條件下澆注，鐵水充型時存在較強的附壁效應，即鐵水優先沿著型壁填充，所以通常情況下，消失模鑄件表面很少見到渣眼，夾渣多存在于鑄件皮下。熔渣的主要成分是金屬氧化物、碳化物等，鐵水熔渣是消失模鑄件夾渣的主要來源。根據夾渣產生的原因及易產生的部位，結合消失模鑄造金屬充型的特點，制定防止鑄件鐵水熔渣的主要措施如下：
　　（1）加強扒渣和檔渣工作：在出爐前，鐵水表面撒聚渣劑并進行扒渣，使倒入澆包內的鐵水表面渣子盡可能少，鐵水包液面上撒蓋聚渣劑并鎮靜2～3min，讓熔渣上浮聚合，然后充分扒凈渣子再澆注。
　　（2）采用茶壺包澆注：澆注時將鐵水包壺嘴出鐵口內的渣子扒出，包口吹掃干凈，接下來在澆注中就不會有渣子流出，從而最大限度地減少澆注進渣的可能性，這是最好的檔渣方法，要特別關注澆包的打結質量，不能造成包襯材料掉落進入鑄件。
　　（3）設置底注式澆道和聚渣冒口：底注式澆道能使鐵水自下而上平穩充型，有利于泡沫模樣的充分有序氣化和渣子的上浮，鑄件頂部設置聚渣冒口，便于渣子的收集和去除。對于重要的鑄件采用底注澆道并設置聚渣冒口是非常必要的工藝手段。
　　（4）采用過濾網：過濾網對細小的熔渣都有很好的過濾作用，特別是澆注初期效果明顯，但常發生在澆注后期過濾網被燒穿，使檔渣失敗，要求過濾網有足夠的耐火度和抗沖刷性。如果能夠控制潔凈的鐵水，就沒必要采用過濾網；如果鐵流中夾渣多，即使采用過濾網也要失敗。
　　1.2 模樣殘渣缺陷的產生和防止
　　消失模鑄造在澆注時，泡沫塑料模樣與高溫鐵液發生強烈的物理化學反應，其中以泡沫模樣劇烈的熱解氣化為主，產生的氣體被真空泵抽走。實踐也證明，任何泡沫塑料熱解反應后并不能全部氣化，最終要產生微量的固態殘余物，俗稱殘渣，其主要成分為碳。鐵水充型時固態殘余物如不能及時排出，就會殘留在鑄件內部，形成消失模特有的黑色塊狀夾渣。模樣殘渣形成的部位同金屬熔渣基本相同，有時兩種夾渣會同時交錯出現，由于顏色相似很難分辨。消失模固態殘余物的多少，同泡沫模樣的密度、粘接膠用量、涂料和型砂的透氣性、澆注溫度等工藝因素有關。根據模樣夾渣產生的原因和易形成的部位，制定防止鑄件產生殘渣缺陷的措施如下：
　　（1）控制泡沫模樣的密度：模樣密度越低，熱解氣化反應越迅速、固態殘余物越少，越有利于鑄件的澆注成型，減少鑄件產生夾渣的機會。一般情況下，要求EPS模樣密度控制在18～23 g/cm3，如果模樣本身不易變形，外觀成型良好，盡可能將密度控制在下限。
　　（2）減少粘結膠的用量：粘接模樣和澆口要使用粘結膠，各種膠的發氣量和殘留物量，遠大于泡沫塑料本身。粘接模樣和澆冒口時，要做到盡可能少用膠，對于減少夾渣提高質量有利。但須保證具有足夠的粘結強度。
　　（3）適當提高澆注溫度：鐵水溫度提高，有利于模樣的充分氣化分解，減少殘渣量，但提高澆注溫度應以防止鑄件粘砂為前提。
　　（4）使用空心澆道：空心澆道有利于鐵水的順利充型，并最大限度減少發氣和殘渣，采用空心澆道有困難時，選用泡沫板材切割澆道，也要盡可能選擇低密度板材，密度在14～18g/cm3，在實際生產中往往忽視澆道模樣的密度。     （5）采用底注式澆注系統：底注式澆道鐵水自下而上充型，模樣自下而上有序氣化分解，有利于熱解產物排出和上浮。頂注澆口，鐵水充型紊亂，容易卷挾泡沫形成夾渣。
　　（6）設置排渣冒口：在鑄件頂部設置聚渣小冒口，可讓產生的殘渣上浮并匯集在冒口內。對于重要的鑄件，設置排渣冒口掌握的原則是，多而小，分散而均勻。在實際生產中，結合鑄件產生夾渣的部位，應有目的的設置聚渣冒口。
　　2 夾砂缺陷產生及防止
　　2.1 夾砂缺陷產生的原因
　　夾砂是鑄件夾雜類缺陷的另一種主要形式，主要是型砂隨澆注的鐵水進入型腔而滯留在鑄件內部形成的。夾砂與夾渣的外觀區別在于：機加工后夾砂為白色顆粒狀，大小同砂粒，多見于鑄件澆注位置的上表面皮下。夾砂的主要成分為SiO2，如澆注時涂層被沖破，涂料連同型砂混入鐵水進入鑄件不排出而形成夾砂。由于夾砂是鐵水流動中沖破型壁帶入型砂所致，邊澆注邊沖刷帶入，因而鑄件的其它部位往往也能看到夾砂。相比之下，鐵水熔渣一般在澆注初期進入鑄型，其分布
　　相對集中，而夾砂分布相對分散。同采用傳統砂型鑄造相比，消失模采用干砂造型，夾砂缺陷一般為分散分布的粒狀，很少為塊狀。模樣粘結膠縫不嚴密、澆注系統存在尖角、涂層太薄、局部漏涂、涂料強度低等是造成夾砂缺陷的主要原因。另外，澆口杯與直澆道頂口接觸的部位，如密封不嚴，干砂很容易從此處進入直澆道隨鐵水進入型腔形成夾砂。需要說明的是，夾砂的形成不僅僅是造型用砂，涂料、聚渣劑、澆口杯打結料進入型腔形成的缺陷，一般也稱為夾砂。
　　2.2 防止夾砂缺陷的措施
　　（1）保證涂層連續、均勻、完整：根據我國消失模鑄造原材料、工藝和負壓澆注的實際情況，小型鑄件涂層厚度一般控制在1～2mm為宜。澆注系統由于鐵水沖刷時間長、沖力大，澆道涂層一般要厚于鑄件涂層，實際操作時可加厚一遍。控制整個涂層不開裂、不破損、不漏白。
　　（2）提高模樣粘接質量：模樣與澆道粘結縫要嚴密，不存在開口和縫隙，防止涂料滲入接縫中。模樣與澆道連接處要圓滑過渡，避免澆道與模樣粘結部位存在尖角，造成澆注沖砂。
　　（3）提高涂料強度：合適的涂料強度有利于抵抗鐵水沖刷，涂料配比中，耐火粘結劑與有機粘結劑合理搭配，使涂層具備良好的綜合強度，增強耐高溫沖刷能力。膨潤土、硅溶膠、水玻璃等無機粘結劑有利于保持涂料高溫強度。
　　（4）使用專用澆口杯和密封泥：干砂造型需要用塑料薄膜密封砂箱上口，將泡沫直澆道上端覆蓋于塑料薄膜之下。其上面需要放置或架設澆口杯，如為架設澆口杯其出鐵口要有一定的直段使鐵流呈圓柱下落，架設時要與泡沫直澆道中心對正；如為放置澆口杯其下面用耐火泥條與塑料薄膜結合嚴密，兩種情況下都要掌握澆杯出口小于直澆道，防止高溫金屬液散流將干砂沖入鑄件。