消失模鑄造工業化應用初期,澆注系統是泡塑板材用電熱絲制作,而且是實芯的,澆注時常常出現“反噴”現象,澆注工常常因安全而中斷正常澆注。而且澆注完開箱落砂后,發現澆口杯與直澆道連接處(長約30~60mm)以及直澆道與橫澆道連接處時常有薄厚不同的粘砂(俗稱粗脖子)現象(如圖2所示)。鑄件出現相當多砂眼、夾渣缺陷,機械加工后加工面也有白點、黑點缺陷。
諸多消失模車間因報廢特別嚴重時,公司決策層就產生讓消失模車間停產想法。針對這個問題,他們請教從事消失模鑄造的專家教授的現場指導,會有所改善,但是仍然偶而會出現砂眼、夾渣,這個問題要想根絕還是有一定難度。究其原因:澆口杯與直澆道連接處處于砂箱上端,澆注開始后負壓值變低,對接處本身周圍的型砂緊實度較低;加上此處受涂料層的影響,消失模鑄造涂料一味強調透氣性,在生產實踐中我們認為澆口杯與直澆道用涂料,此處是高溫集聚區,如果透氣性高,高溫金屬液更容易滲出,多則易形成鐵包砂的“粗脖子”。此處所用涂料應要求高強度、耐沖刷。在上述綜合因素的影響下,同樣也易使涂層破損導致型砂被吸入型腔,造成鑄件產生沙眼、夾渣等缺陷。消失模鑄造車間在這種情況下,就會考慮使用陶瓷空心澆注管。
陶瓷空心直澆道管的內徑是泡沫直澆道的外徑(泡沫外徑可略大0.5~1mm),將管的一端套入泡沫直澆道(套入段刮去涂料),在接頭臺階處刷涂料后用電吹風烘干再用石棉布(或玻璃絲布)將接口處包扎,然后刷1~2遍涂料,并可整體烘干,使該處涂料強度得以保障,而后在填砂震實刮平(陶瓷空心管高出砂平面20~30mm),陶瓷空心管露出端在砂箱覆蓋塑料膜后,周邊放一圈封箱泥條然后上面放澆口杯稍用力壓實在,在接縫處用壓扁封箱泥進行粘連即可。
陶瓷澆道管尺寸精確,與泡沫橫澆道或內澆道粘結,安裝方便,硬度高、耐高溫、抗沖刷能力強,減少了澆注時“反噴”發生率,杜絕掉砂,明顯消除鑄件黑點及夾渣缺陷,廢品率降低,生產效益提高,受到消失模鑄造車間的贊許。
但是,陶瓷澆道管及管件也有美中不足之處,塑性和韌性較差,最大弱點是抗沖擊強度低,不耐磕碰,容易破損,屬于易碎物品。此外,在使用中鑄造車間普遍反映,陶瓷澆道管容易與鐵液發生粘結,這樣就導致了無法重復使用。幾乎是一個鑄型用一個澆口杯和直澆道,日積月累的消耗無法避免,長期使用增加鑄造車間的成本。就我們所知陶瓷管以后還會有相當大的使用空間,這種產品的價位鑄造車間為了降低廢品率一般還能接受。
國產紙質澆道管已經用于多家消失模鑄造車間。
車間管理人員和操作工普遍反映,紙質澆道管和管件重量輕、易搬動、切割方便、好安裝。用紙質澆道管及管件,比用陶瓷管時工序簡化,不用套在泡沫澆道上。同時克服了陶瓷管在移動時容易松動、移位甚至與泡沫連接處易折斷問題。紙質澆道還可以制作橫澆道以及其他管件,這與陶瓷管相比就是一大進步。后道清理工序因為不再出現像陶瓷管與鐵液粘連問題,工作量要減輕很大。鑄造車間的工程師認為:紙質澆道管及管件不會對金屬液材質帶來任何影響。