近期，有一个产品发生型壳鼓胀，以至于在后处理工序需要大量增加打磨量，有些甚至造成铸件报废，这是什么原因造成的呢？

图一，红线标识位置为型壳鼓胀部位

       这个产品的组合图如下。组合图上红色标记部分为鼓胀部位。

图二，产品组合图

下面我们来分析该产品型壳产生鼓胀的原因。还是按照老办法。型壳局部鼓胀，说明那一部分型壳强度不好，抵抗不了金属液的热能和动能冲击，从而导致鼓胀。那么，型壳红线部分为什么会强度不好呢？

图三  ，周边开口槽结构

这就有可能产生裂纹，这就为后面型壳鼓胀埋下伏笔。

还有一种情况就是干燥过快，也就是干燥过剩。干燥过快，收缩应力更大，更容易产生裂纹。干燥过快对于面层来说，只有两种情况：一是面层涂料粘度过小，二是面层使用风吹。实际面层干燥是自然干燥，因此风吹是不存在的。只有面层粘度小一种可能。

还有一点需要说明，面层能鼓起，说明面层与蜡模表面结合不好。这个我们在前面的分析中已经谈过。有三点：一是模组没有清洗（据蜡模说因为该产品为两件焊接组合而成，害怕清洗会破坏蜡模，所以把清洗免了）二是面层浆液中的润湿剂基本上没有补加，所以蜡模与硅溶胶涂料之间不能很好润湿，三是大平面涂层收缩受阻容易产生裂纹。在本例中，裂纹产生部位在蜡模底部圆台附近，也是应力集中部位。

模组因层数不够而导致强度差的情况有可能发生，但是大面积发生的情况不太可能，这里就不再赘述。

那么，从上面的分析可以看出，问题基本上出现在型壳干燥阶段，这都是湿强度。有没有可能是由于高温强度低引起的?

我们来看看高温强度的决定因素。在原材料确定的情况下，型壳的高温强度取决于型壳干燥程度以及型壳焙烧。也就是说，型壳干燥好了，焙烧透了，型壳的强度就会好。一般硅溶胶型壳焙烧温度在1020℃左右，焙烧时间在120分钟，针对本产品5层半的型壳，温度、时间足够。再者由于铸件为铝合金，型壳二次焙烧温度为450℃左右，而且铝合金密度为2.7左右，浇注温度为600℃±5℃，在重力下浇注，一般硅溶胶型壳强度足够支撑铝合金热能以及动能冲击。所以，如果型壳出现鼓胀，应该不是在高温浇注或者高温浇注只是起到了一个助力作用。

图四（a） 型壳面层局部鼓起  （b）,（c）鼓起后面层破裂导致背层涂料进入间隙

还有一点大家经常忽略，那就是型壳脱蜡。型壳脱蜡时考验的就是型壳的湿强度。如果型壳干燥好，湿强度高，那么型壳脱蜡时就不会产生裂纹。相反，干燥不好，蜡的膨胀应力很大，很可能导致型壳面层破裂，进而产生型壳鼓胀。

我们来回忆一下我们的思路，强度不好，找出强度不好的原因，然后排除非主要因素。从以上的分析我们可以知道，本铸件型壳鼓胀发生的原因很有可能在于面层涂料与蜡模润湿不好，面层涂料粘度不合适以及面层干燥不同步所造成，有可能在脱蜡时产生裂纹，在焙烧时裂纹加剧，最后金属液进入型壳促进型壳破裂鼓胀。

当然，这仅仅是分析，必须经过实际的验证。比如，在脱蜡后对型壳进行损坏性试验，以确定上述分析是否正确。但很显然，生产工段在执行工艺文件时有折扣。我们知道，铸造是一个影响因素繁多复杂的过程，在其中哪个因素起主要作用必须经过实际验证。反过来说，铸造中的每一个细节都很重要，不容马虎小视。

那么，很直观的我们得出下来该产品生产时需要注意的事项：面层清洗要到位，面层涂料中润湿剂要补加，保证浆中面层润湿效果；面层涂料粘度要合适；面层干燥要均匀。

今天就聊到这，我是铸造工程师，关注我，学习不一样的熔模铸造。