近几年，adi球铁铸造在我国的发展速度是前所未有的，舆论宣传对adi球铁铸造技术的传播和推广起到导向作用。许多中小型民营企业因为没有系统学习过adi球铁铸造专业知识,也没有参加过adi球铁铸造专业技术培训，对adi球铁铸造缺乏透彻的认识和了解，甚至在一知半解的情况下生产消失模铸件。为了节省开支，降低成本，自己琢磨设计浇注系统就开始投入生产，也有个别（模仿传统湿型砂铸造浇冒口设置）确实设计得不错，但是，大多设计的浇注系统都不甚完善,因此导致铸造的产品内在缺陷和表面粗糙等问题解决不了，带来诸多麻烦，无法满足客户对产品的质量要求，或者导致订单不能按期完成等，因此重视adi球铁铸造工艺设计就凸显重要。

 

　　1．浇注系统设计
　　设计消失模铸件浇注系统应懂得adi球铁铸造成形的理论基础和基本原理，并且要懂得它的工艺特点，对要消失的模样在铸型内与液态金属的置换状态及反应要有所了解。设计的浇注速度合理与否，模样裂解、气化后的产物顺利排出型腔，才能铸造出合格铸件，这样才可以说设计的浇注系统是合理的，一定的实践经验积累在这里就显得更为重要。
　　
　　（1）浇注系统的主要作用就是保证金属液充填型腔，而且要求必须在充填的同时不对铸型和金属产生不可预测的损坏。采用adi球铁铸造方式生产铸件，与用砂型铸造设计浇注系统大致相同，都是要保证金属液既迅速又平稳地充入铸型。但是，应该说消失模仍然有它的特殊性，与砂型铸造并不完全相近，设计消失模浇注系统需考虑金属液不仅要支撑铸型，还要考虑通过浇注系统使泡沫塑料模样（即白件）热解产物排出，并且还要考虑到在涂料施涂过程和后续工序填砂、振动紧实造型过程中，浇注系统必须有的一定强度，设计的浇注系统要制作简单，容易粘结组合，有一定强度，搬运过程中不易断裂，以及不影响芯撑和冷铁等。浇注系统可用以支撑、搬运，便于操作并使模样某些部位得以加固，有效防止变形。另外是金属液浇入铸型并在型内建立比较好的温度梯度，提供补给金属液，以形成健全的优质铸件。浇注系统设计得合理与否，很大程度上取决于消失模模样消失的怎么样，采用adi球铁铸造怕就怕因浇注系统设计不正确，而导致金属液与气化模之间气隙太大，很可能造成塌箱的危险。
　　浇注系统设计得合理还包括控制合适的充型速度。充型速度的选择依据是模样的模数（或壁厚），其中包括直浇道压头高度的选择。我们假设一个最理想的临界充型速度，当实际浇注的充型速度大于临界充型速度的上限时，模样材料的热解产物没有足够时间从涂料界面及时排除，这时铸件就易产生皱皮、粘砂和气孔等缺陷。当小于这个临界充型速度的下限时，铸件就容易产生冷隔、浇不足和塌箱。设计的浇注系统在实际生产中还要不断改进与优化，修正工艺参数，以生产出完全符合技术要求的高质量铸件。
　　当然，在浇注出铸件后，还必须易于去掉浇注系统，而且要求浇注系统应该与铸件不重要的部位相连接且面积尽量减小，一般情况下连接面积越小，就越会增加装配模样数量。浇注系统设计要综合考虑铸件成形和生产两方面的影响，尺寸精度、质量要求高的铸件，对浇注系统的要求更高。即使设计的浇注系统比较合理，也还要不断优化，逐步完善，我们的体会：一是只有工艺设计者和生产工人之间密切配合，二是具备必要的专业理论知识，并与丰富的实践经验相结合，才有可能做出最好的决策。

 

　　（2）浇注位置的选择非常重要。依据合金的凝固理论和实际生产经验，在选择浇注位置时应注意以下几点。
　　第一，把加工面尤其是重要的加工面朝下或垂直放置。这一点和砂型铸造是相同的，因为在金属静压力的作用下，铸件下部凝固时容易得到补缩，使其组织致密。对adi球铁铸造更是如此，因为消失模在遇到高温金属液生成的熔渣，易浮到铸件的上表面，加工面就能得到保证。当然，最理想的是熔渣上浮到设置的冒口里。
　　第二，模样的大平面应垂直或倾斜放置。生产实践表明，气孔、热解气化的残渣物形成的夹杂缺陷多出现在朝上的表面，而朝下的表面或侧立面通常比较光洁，出现缺陷的可能性小。对消失模而言，这样放置可以避免填砂造型时使大平面变形，也可以避免消失模遇高温金属液后在大面积内同时分解气化，起到抑制气化速度的作用，同时减小气隙与金属液面的间距，有效避免了塌箱，保证浇注顺利进行。
　　第三，尽量把消失模上的开口部分（如窗口、凹槽及孔穴等）朝上安放，便于填砂造型，保证紧实。为了保证铸件轮廓、棱角清晰，设计的直浇道要有必要的充型压力头，高于铸件上水平面160～210mm，有足够上升速度，可避免铸件产生皱皮、冷隔和夹渣疤等缺陷。
　　第四，adi球铁铸造通常采用底注式（包括侧面下部式、下雨淋式等）浇注系统，由于消失模本身不透气，浇注时模样被高温金属液热解的产物与气体，主要是从型砂空隙及消失模与铸型之间的间隙排除出去，垂直或倾斜安放有利于气体和杂质的排除，避免夹砂结疤缺陷。另外，要便于排气畅通、除渣和浇冒口系统的开设。
　　第五，要考虑模样在砂箱内摆放的位置，模样在砂箱中的位置应有利于干砂充填，尽可能避免水平或向下的不通孔，保证造型砂容易填充与紧实。防止造型砂填充不到或振实不紧产生死角，避免浇注后产生涨砂或节瘤缺陷。设计的浇注系统应该是金属液流向合理，流程短，弯道少，阻力小，保证在设定的浇注时间内能完全充满型腔。设计时为了具有良好的挡渣能力，可考虑用集渣包、过滤网等。通过现场试验，必须经过验证，方可照此控制。浇注位置应有利于多层铸件模壳的排列，在干砂充填紧实时方便支撑，使模样某些加固困难的部位能防止变形。
　　第六，设计的浇注系统要使金属液流动平稳，避免严重紊流、卷入气体，以及高温金属液的过度氧化。液态金属液进入铸型时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁。要保持浇口杯2/3内有金属液。
　　第七，必须遵循合金凝固原则。就adi球铁铸造灰铸铁来说，一般尽可能按“顺序凝固”原则考虑，除了对壁厚均匀的铸件按同时凝固原则考虑外，所确定的内浇道位置、方向和个数应符合铸件凝固的“顺序”原则，对厚实部位采用加快冷却，使其能同时凝固，尽量使快速、平稳充型，能够有效补缩。消失模凝固原则就是使模样的横截面积自下而上逐渐增大，这样有利于排气与浮渣，有利于补缩，消除气孔、缩孔缺陷，获得组织致密的优良铸件。

 

　　2．铸件缺陷问题
　　如何持续提高adi球铁铸造产品的质量，降低废品率，一直是adi球铁铸造工作者追求与探讨研究的课题。以adi球铁铸造中最常见的夹杂缺陷为例，没有哪个工厂敢说其已经完全根除或解决了这类缺陷，只能说某个时间段或在某个产品上这种缺陷的问题多或少。

 

　　（1）adi球铁铸造中的夹杂缺陷主要分为两大类：一类是金属渣夹杂物，其均为点状、团状渣，以及模样热解时残留在铸件内部的黑色团状夹杂物，主要是渣和聚苯乙烯热解产物夹杂物，其主要成分是碳；另一类是非金属夹杂物，呈不规则块状，分布在铸件内部，主要是型砂和涂料夹杂物，这类夹杂物的主要成分是SiO2。
　　形成夹渣缺陷的原因：①浇注过程中涂层因裂纹、剥落、破坏后进入液态铁液中；渗入模样组合部（角）的涂料被铁液流冲刷掉进铁液流，铸件凝固后形成留在内部的涂料点，呈黑色的团块状夹杂。②在浇注过程中，干型砂被冲入铁液中不能排出，存在于铸件内部形成夹砂，呈白色的团块状夹杂。③浇注时，铁液带入熔渣，由于铁液温度低不能上浮而又未排出，进入铸件内部后，形成点块状渣类夹杂物。④泡沫塑料模样在高温铁液作用下气化热解后生成大量气体和裂解物，不能及时排除，残留在铸件内部，形成了adi球铁铸造特有的沥青状焦化（碳化）后黑色块团状夹杂物。
　　在生产实践中，从浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道至铸件，所有部位都有可能造成进砂，尤其是浇注系统与铸件的结合部位。在整个生产过程中，浇注系统白模表面的涂料脱落开裂、白模结合部位的涂料脱落开裂、泡沫塑料白模表面的涂料脱落开裂，以及直浇道封闭不严密等因素是造成夹渣、进砂缺陷的最主要原因。另外，工艺参数选择不当，如浇注系统静压头大小、浇注温度高低、负压大小、干砂粒度等因素，以及模样运输过程及装箱操作情况等都对铸件夹渣和进砂缺陷有很大影响。只有在这些环节采取系统的措施，并精心操作，才能减少铸件的夹渣缺陷。因此，克服夹渣缺陷是一个全方位多道工序控制的系统工程。
　　综上所述，只有在浇注系统设计方面想尽千方百计，才有可能减少或避免夹渣缺陷的产生。模样与内浇道圆滑过渡，尽量防止尖角砂块的存在，保证结合部位粘结牢固，防止涂料渗入缝隙中。另外，也要考虑直浇道与横浇道贴合面的粘结，因为只有二者粘结的牢靠，在涂刷与烘干耐火涂层过程中或搬运时才不至于开裂，避免浇注时渗入模样组合部（角）的涂料被铁液流冲刷掉进铁液流，铸件凝固后形成留在内部的涂料点。同时避免因开裂后的重新粘结和复修；尤其是对直浇道与浇口杯的连接处要吻合，做好密封，防止浇注过程中涂层因裂纹、剥落、破坏后型砂粘贴，或从缝隙进入液态铁液中。浇注时，若金属液带入的熔渣未能排出，则会留在铸件内部形成夹渣。防止措施：采用底注包或茶壶包，金属液除渣要干净，注重加强扒渣、挡渣的操作，当然也包括在浇注系统上采用过滤网。
　　必须清醒地认识到，对消失模铸件质量起决定作用的白区是一个多学科交叉的领域，涉及到模具制造、高分子发泡材料和发泡成形工艺，以及相关的预发成形、胶合、设备等方面，对于铸造工作者来说是个全新的领域，因此，不断学习并在生产中积累实践经验显得尤为重要。
　　消失模铸件浇注系统设计至今还没有一个规范模式可借鉴或采用，每种铸件均需根据本厂实际条件通过工艺试验来确定。必须保证模样平稳气化，并能保证及时排出热解、气化后的分解产物，才可能克服碳缺陷，消除夹渣缺陷。因此，与传统的湿型砂铸造相比，adi球铁铸造要想获得健全无缺陷铸件难度会更大。

 

　　（2）为解决浇注系统进砂，我们认为应注意以下几个方面。
　　首先，是浇注系统的设计应尽可能合理。adi球铁铸造的浇注系统设计除了需要满足传统工艺对其要求外，最主要是设计时必须考虑要有撇渣、挡渣设置，湿砂型浇注系统的有些方法可作借鉴。
　　其次，是adi球铁铸造浇注系统的材料泡沫塑料要选对、用对，我们的主张是浇注系统用料最好和成形的模样白件用料一致。就笔者所知，许多adi球铁铸造企业没有压制浇注系统用泡沫塑料板材的专用成形机，而是到建材市场上购买泡沫塑料成形板，然后再按浇注系统尺寸的要求切割，但强度和珠粒不符合要求，殊不知建筑和铸造用的材质要求不同。例如，某企业原先用的建材上的泡沫塑料板制模，由于珠粒粒度大而且压制不好，珠粒间隙大，涂刷过程中涂料钻进去了，浇注时这些耐火涂料就随金属液进入了铸件。而将浇注系统用泡沫塑料改用合格料后，夹渣减少了40%左右。
　　除此之外，严格要求将浇注系统各个部分组合时粘结牢固，才能预防浸刷涂料后操作工搬动时浇注系统产生裂纹而钻进涂料，减少夹渣缺陷，最大限度地从进渣源头杜绝夹渣或夹砂缺陷。
　　在实际生产中，我们采用镶嵌的方式将直浇道与横浇道进行连接，贴合面加大粘结后比单平面组合粘结要牢靠的多。为了提高用电热丝切割过程的平整度，在这一工序上我们制作了不同尺寸的专用工具（见图1、图2），既保证了尺寸精度，又大幅提高了工作效率，也解决了后道工序填砂造型装箱后因为浇注系统粘结不牢固，以及振动作用力而使浇注系统产生的裂纹，防止浇注时干砂粒在负压状态中随金属液流进入铸件中，从而造成夹砂（即铸件中白色的块状成分为SiO2非金属夹杂）缺陷。

 

　　当然，在具体实施中还要与空心直浇道棒的使用相配合，因此必须认真仔细操作，如浇注系统连接处的涂料层不能存在裂纹，避免涂层与模样剥离。
　　经较长时间观察，经上述改进后，夹渣缺陷明显减少。以前，我们采用一型一个浇注系统，用镶嵌式后，一个浇注系统同时浇注两型（俗称双胞胎）。原来长时间用Φ36mm直浇道棒，现在可改用Φ27mm，铁液利用率明显提高。

 

　　结语
　　与其他行业企业相比，铸造企业管理难度较大，特别是adi球铁铸造企业，除了因为它是个系统工程，还因为不管哪一个环节的任何一道工序出了问题，都会带来“满盘皆输”的结果。铸件质量来自于设计比较合理的浇注系统，当工艺设计基本到位后，铸件质量的好坏就要取决于管理，因此就有了“三分技术，七分管理”的说法。设计再好的工艺，若细节上落实执行得不好，带来的结果相差甚远。消除消失模铸件缺陷，一是要学会对废品进行科学的分析，二是靠一丝不苟地执行工艺。管理者不但要掌握adi球铁铸造的基本知识和操作要领，而且要尽快使自己从外行变成内行，提高质量管理意识。企业对操作工不仅是管理，更主要是给予正确指导和相互的配合理解，两者相辅相成，定会事半功倍，绩效显著。