在介绍大壳体熔模铸造工艺过程的基础上，重点介绍了大壳体熔模铸造过程中采用的一些特殊方法和措施，如在型壳上开设出蜡孔，分体制壳，采用铁丝捆扎型壳等。结果表明型壳的质量和强度得到了提高，成功的生产出了大壳体熔模精密铸件。

图1为某厂压力容器所使用的大壳体铸件，铸件重70Kg，尺寸如图所示，最大壁厚20mm，材质为1Cr18Ni9Ti不锈钢，该产品要求铸件表面无裂纹、无鼓胀、夹渣、冲砂等缺陷；内部无缩孔、疏松，组织致密，能承受20MPa压力。

1生产条件

生产设备:气动压蜡机，Φmm×mm浮砂桶，蒸汽脱蜡锅，Kg中频感应电炉。

2铸件结构工艺性分析

由于该零件使用时要承受20MPa的压力，故对铸件除凸缘处质量要求较高外，铸件内还必须无缩孔、疏松、气孔、夹渣、冲砂等缺陷，组织致密，故在浇注系统设计时，必须考虑金属液的充分补缩，熔渣上浮排气要求畅通。

该铸件属熔模铸造的大型件，且壁较厚，金属液的凝固时间较长，放热量大，对模壳的热冲击大，在金属液未完全凝固时模壳高温强度已开始降低，模壳溃散，易引起铸件鼓胀，甚至跑火，导致铸件报废。

3工艺设计

为了保证铸件的内部质量，浇注系统设计成底注式，上部采用两个腰形冒口(见图2)。

3.1模具设计

根据铸件的大小，设计为整体模具，则存在以下问题:

①模具体积大、重量大，手工无法操作；

②压蜡筒容积有限，一次压型无法充满型腔；

③型腔体积大，蜡料在型腔中充填距离长，蜡料无法压满；

④蜡料温差大，表面粗糙度达不到要求；

⑤十件产品，属单件小批量生产，投人一整套模具材料浪费大。

针对以上分析，为了方便操作，节约原材料，保证型腔充填，将铸件分为三部分(见图3)。Ⅰ、Ⅲ部分由一套模具压出(蜡模上带焊合定位销)，Ⅱ部分由一套模具压出(蜡模上带组合定位孔)。

依据浇注系统设计结果，直浇道模具设计时，只设计浇道窝及内浇道部分，浇道窝以利于金属液的缓冲。直浇道部分用Φmm×mm的现有模具压出，将几部分蜡模组合成直浇道。用Φmm×mm的圆筒蜡模经周围粘蜡组合成浇口杯，达到设计要求。

将冒口设计成腰形冒口(见图4)。

3.2蜡模组合

为保证铸件尺寸，将蜡模放人特制的工装中，压紧沿Φmm圆周测量高度，要求高度差蕊0.5mm,将三部分蜡模焊接在一起，修模至表面光洁无缺陷。

在组合蜡模上，沿Φmm圆周对称组合Φmm×Φmm×20mm。长度与冒口根部长度相同的(即冒口与铸件的粘合部位)两块蜡块。

将浇道窝及内浇道部分和Φmm×mm直浇道蜡模组合在一起，高度为mm。将铸件及部分浇注系统的蜡模组合成如图5所示，将冒口与浇口杯部分组合成如图6所示，共为两部分，分体涂制型壳。

在脱蜡时，由于蜡料的膨胀，模壳湿强度较低，在压力作用下易引起模壳裂纹，为了降低这种张力，增加了Φ20mm×30mm的出蜡口4个(图5)，以利于液态蜡料排出，避免模壳在脱蜡时鼓胀出现裂缝，影响型壳质量和强度。

3.3制壳

为了保证模壳有足够的湿强度和高温强度，降低原材料消耗，采用复合型模壳。

1-5层:硅酸乙脂一刚玉粉涂料，挂刚玉砂；

6-12层:水玻璃一煤研石粉涂料，挂上店砂；

第13层挂涂料。

要求:

①每层挂料完毕将30mm×30mm×30mm蜡块表面、冒口与铸件粘合面及Φ20mm圆柱(出蜡口)顶端涂料刮去；

②第五层涂挂后，用Φ2mm的铁丝捆绑模壳，穿过法兰上Φ20mm孔捆绑型壳后沿Φmm圆周方向再捆绑三道，以增强模壳的高温强度。

3.4模壳焙烧、冒口与铸件部分组合

为节省电能，模壳进行二次焙烧。一次焙烧后，用水玻璃、石棉、煤研石粉混合糊状将图5和图6两部分粘合，将Φ20mm出蜡孔封死。由于Φmm模壳圆周外围为棱角，在操作时易磨去砂粒，该处模壳的高温强度将降低，易引起炮火，故将该部位用水玻璃-煤研石粉混合成糊状后加固模壳以提高其强度。

3.5熔化、浇注

浇注前对模壳进行第二次焙烧。由于铸件浇注位置处的模壳承受静压力大、金属液凝固时间长、热冲击大，为防止模壳鼓胀或开裂引起跑火，将焙烧好的模壳放人桶中，埋砂、吸尘、准备浇注。

将熔融的金属液除渣、脱氧，在(±10)℃出炉，在(±10)℃时浇注。该铸件及浇注系统总重kg，浇注时间5min。浇注时由于受到浇包大小限制，为了防止后包钢液与前包钢液断流引起欠铸，同时缩短浇注时间，在前包钢液即将浇注完毕时，后包钢液即开始浇注。当液面高出铸件顶部时，补浇冒口，浇完后用草木灰覆盖冒口及浇口杯，以利继续补缩。

为了得到致密的金属组织，改善铸件冷却条件，在浇注完毕20min后打箱。

4试制结果

首批试制2件，在浇注过程中无跑火现象发生，铸件内外表面无鼓胀，经清砂、浇冒口切除后，浇冒口根部组织致密，在25MPa空气压力保压30min实验后，无泄压现象。继续投产8件，均达到需方要求，该铸件共投产10件，合格率%。

5结论

工艺方法是合理可行的，能够满足该铸件最终要求；为大型铸件熔模铸造提供了经验依据。采用本工艺生产该铸件10件，创经济效益7万余元。