消失模浇铸方式的应用及浇注系统设计要点
罗 通 叶升平 郭鹏
消失模学会
A. 顶注式(包括顶雨淋浇注);B. 测注式;其中又分上测注;下测注，C. 阶梯浇注; D. 底注式;又称底返式或下雨淋式; E. 串浇式。
A. 顶注式;
顶注式一般用于小件生产，其优点是;浇注系统设置方便，组箱造型容易，工艺出品率提高，其缺点是;不利于排渣排气。
B. 底注式;
底注用于采用顶注和侧注都满足不了要求的铸件，优点是金属液充型平稳，非常有利于金属液前端产生的渣，气向上排出;缺点是;工艺出品率降低，组箱造型难度加大，金属液流程增加，前端容易因低温造成铸造缺陷。
C. 侧注式;
侧注式是从侧边进行浇注的形式，包括直浇道从中心引入后侧向注入铸件，其集中了底注和顶注的优点，有较高的工艺出品率，组箱造型也方便，渣，气等杂质也容易排出。是消失模铸造最常采用的浇注形式。
D. 阶梯式;
阶梯式其实是一种特殊的侧注式，其特点在于分多层侧注;相对一般的侧注式，其优点是;由于增加了分层，将形成金属液接力的方式对铸型填充，避免金属液长距离流动，有利于提高浇注的温度，浇注的速度，可避免皱皮，冷隔，浇不足等缺陷;应该注意的是，阶梯内浇道之间必须要有足够的吃砂量，防止烤化泡沫;阶梯内浇道必须有一定斜度，防止金属液过早进入铸型上层。
E. 串浇式
串浇式;是因为单件铸件很小，为了浇铸方便，提高效率，增加铸件的出品率而采取的浇注方式，单个铸件的浇注形式可以是前面4种的任一种，将它们按一定规律组合成串，共用一套浇注系统，形成串浇。
1. 浇注系统设计要点
浇注系统在整个铸造工艺过程中，它是将合金液直接引入铸型型腔，其进入的合金液速度、温度(温度高低、热场分布)，渣、气的排除等直接影响着铸件质量，故浇注系统的设计除遵循砂型铸造和熔模精密铸造的原则外，以它的特点还必要再考虑。
砂型内的白模浇注系统(直、横、内浇道)和连接铸件，必须融解、裂解、分解、气化掉，其整个空位让合金液注入。一般合金液的浇注温度比砂型铸造提高30---50℃，薄壁件至80℃，使其提高温度，有足够的热量来融化掉所有白模。以提高50℃浇注温度1500℃高锰钢液浇注筛板为例，顶注(直、横、内浇道合一)，如喉管浇口杯下接直、横、内浇道，浇道偏大、偏多，则进入型腔的钢液温度过高、过快，使腔内过热，而产生的缺陷有：粘砂、化学粘砂、涂层开裂、剥落造成胀砂、结疤、鼓凸、多肉等，塌砂、腔内钢液进入过速过猛冲击力过大，温度又过高，使局部砂型溃崩、塌散，使铸件报废;同样的过热浇注温度，而采用底注，直、横、内浇道截面过小、偏少，使钢液进内腔时速度变缓变慢，时间又过长，促使温度降低过甚，以致局部地方白模完全干净融化，而产生的缺陷：皱皮、积碳、里皮、粘砂、物理机械粘砂，钢液、砂、白模分解残余液、固物光亮碳和焦油，粘结在一起，难以清理，浇不到、缺肉、重皮、夹渣、夹杂、夹气---等等。所以必须要考虑对铸件相适应的浇注系统，直、横、内截面积，以控制进入型腔的适当的速度，温度和热场的分布，才能获得合格铸件。
因此在进入内浇道前设法直、横、内浇道中端头或两端留有集渣坑(包)，以利集中，因此内浇道截面能扼制流速、流量，使渣档在横浇道二端俘集;进入型腔的合金液温度具有一定流动性，以便让渣上浮，同时留出一定时间使渣能浮至液面;内浇口截面的大小、分布、角度，使进入型腔的合金液不产生紊流，不利浮渣，而要平静和稳定的上升，利于浮出渣，最后将这些渣杂纳入冒口或设置集渣包中，所以浇注系统设计时必须仔细考虑集渣排渣等工艺措施。
白模在浇注系统和模型中的量(大小、结构、形状、重量及布置)起着决定性作用，加上浇注温度、浇注速度，直接影响发气量，由于发气量在不同温度区间是不一样的，首先控制好在浇注过程中的白模发气量，浇注温度过高、速度又快，尤其是直浇道短粗，极易发生气体爆发，再加上真空泵吸气偏小，造成反喷，危及安全，设计控制白模量(密度、大小)，使发气平稳有序;在平稳有序的浇注下，白模产生气体和砂型中出来气体和合金液析出气体，及时由真空泵吸出或通过浇注系统的冒口(出气冒口)、集渣冒口逸出。必须协调好真空泵从砂箱中的上、中、下、底部吸气方向，和热气上升的规律，使气体吸排干净，否则，砂箱底下吸气，真空泵吸气偏小，同时产生的气体并不少，这样就出现铸件某处断面，热气上升，吸气向下二者相持而产生大量气孔。
浇注系统各单位截面积、冒口的设置
按铸件的结构、形状、大小、壁厚、尺寸、重量等初步确定其结构形式，目前一般仍按照普通砂型铸造确定各单位截面积的比例和具体尺寸，实践证明各单位的截面积在一个较大范围变化，均可获得保质铸件。经验砂型计算：
(1)经验法，传统砂型工艺，经查表或经验公式计算后得到∑内，一般再增加10%-25%即可，试后及时调整。
(2)理论法，以水力学计算公式∑F内=G/(Mt0.31√Hp)(详见有关书本)。
采用封闭式：铸钢件：F内：F横：F直=1：1.1：1.2
铸铁件：F内：F横：F直=1：1.2：1.4
采用开放式：F内：F横：F直=1：(1.1---1.3)：(1.2---1.5)
其内浇口的大小、尺寸、形状、方向(角度)，直接影响白模熔化，型腔合金液进入速度、温度(热场)、流股动向，如果早期套用砂型铸造中的三角浇口或薄片浇口、搭边浇口，其合金液容量少，散热周边面积多，会急剧降低进入型腔的合金液温度，等于设置了卡脖子冷区，影响白模熔化，宜用变截面式的内浇口，但与白模(铸铁模样)连接处，内浇口截面 厚度应小于铸件壁厚的1/2，最多不能超过2/3，太厚形成小热节会产生倒补缩，使根部(接合处)产生缩孔、缩松甚至小渣、气孔。内浇道长度应尽可能短，太长了，易损失合金流热量，还易在其中形成小死角区，影响流股，一般据铸件大小20mm-100mm。
冒口设置：冒口除了起补缩，获得组织致密铸件的常规作用外，还要有提高铸件最后填充部分合金液的温度和集渣的作用，起着补缩和集渣的作用的冒口又称集渣冒口。
2. 设置原则：
(1)应放在可能产生缩孔或缩松的热节处或壁厚部位，以便凝固时提供补缩;
(2)在合金液最后充型的部位，既可逸气、集渣，又可起到提高此处合金液温度的效果;
(3)白模死角区设置冒口，以便集渣，同时避免该处产生气垫作用而造成铸件缺肉、轮廓不清晰。
冒口形状有：球形、圆柱形、立方体形、长方柱形等;有明冒口、暗冒口。在消失模铸造工艺条件下采用球形因表面积最小，容积大，凝固时间长;造型常用暗冒口，使整个浇注过程保持在密闭的真空状态，
