大型消失模灰铁铸件（通常指单重≥5t、轮廓尺寸≥2m 的铸件，如
机床床身、重型设备底座、风电轮毂等）结合了
消失模铸造（EPC） 的工艺灵活性与
灰铸铁的优良减震性、耐磨性，但因铸件尺寸大、结构复杂、凝固周期长，易出现气孔、粘砂、缩孔 / 缩松、变形开裂等缺陷。其生产需围绕 “工艺设计优化、材质控制、过程精细化管理” 三大核心，具体技术要点与注意事项如下：
消失模铸造的核心是 “泡沫模样→涂层→干砂造型→负压浇注”，大型铸件需针对 “尺寸效应”（散热慢、应力集中）和 “工艺特性”（负压场均匀性、金属液充型规律）专项设计。
泡沫模样是铸件的 “复刻基准”，其尺寸精度、拼接质量直接决定铸件最终精度，需重点控制：
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材料选择：优先用可发性聚苯乙烯（EPS） ，密度控制在 18~22kg/m³（密度过低易导致模样强度不足、浇注时分解不充分；过高则发气量过大，易产生气孔）。对壁厚＞100mm 的厚大部位，可采用 “EPS + 空心微珠” 复合模样，减少发气量。
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结构优化：
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避免 “尖角 / 厚大凸起”：将铸件锐角设计为 R5~R10 圆角，厚大部位（如法兰、筋板交接处）采用 “渐变壁厚” 或 “内置冷铁（泡沫冷铁，后续与金属液置换）”，防止局部凝固过慢导致缩松。
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拼接工艺：大型模样需多块 EPS 拼接时，采用 “热熔焊接 + 胶水密封”（胶水选用低发气的醋酸乙烯酯胶），焊接缝宽度≤2mm，且需用砂纸打磨平整，避免浇注时金属液渗入缝隙形成 “飞边” 或 “冷隔”。
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尺寸补偿：考虑灰铸铁的凝固收缩率（1.2%~1.5%）和泡沫模样的热胀冷缩，在模样设计时预留1.5%~2.0% 的综合收缩量（厚大部位取上限，薄壁部位取下限）。
消失模涂层需同时满足 “耐高温、抗粘砂、易排气、强度高” 四大要求，大型铸件因浇注时间长、金属液静压力大，涂层设计更需精准：
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涂层组成：采用 “双层涂层” 结构，底层（贴近泡沫）用高透气性涂料（骨料为石英粉 + 滑石粉，粘结剂为水玻璃 + 酚醛树脂，透气性≥50cm³/(cm²?min)），负责快速排出泡沫分解气体；面层用高耐火度涂料（骨料为棕刚玉 + 莫来石，耐火度≥1750℃），防止金属液渗透粘砂。
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涂层厚度：根据铸件壁厚调整，薄壁部位（≤50mm）涂层总厚度 1.5~2.0mm，厚大部位（≥100mm）2.5~3.0mm（过厚易导致排气不畅，过薄易被金属液冲破）。
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干燥控制：采用 “分段烘干”（先常温晾干 4~6h，再进入烘干房 60~80℃烘干 8~12h），确保涂层含水率≤1.5%（水分过高会在浇注时产生水蒸气，形成皮下气孔）。
大型消失模灰铁铸件的造型和浇注是 “动态平衡” 过程，需控制干砂紧实度、负压场均匀性、金属液充型速度，避免缺陷产生。
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干砂选择：用圆形石英砂（粒度 50~100 目），含泥量≤0.5%（泥量过高会堵塞涂层孔隙，影响排气），使用前需经 150~200℃烘干，含水率≤0.2%。
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紧实工艺：采用 “负压振动紧实”，振动频率 25~30Hz，振幅 0.5~1.0mm，振动时间 3~5min（根据铸件尺寸调整），同时保持砂箱内负压 - 0.04~-0.06MPa（负压过低易导致干砂松散，铸件易变形；过高易压实干砂，堵塞排气通道）。
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砂箱与浇冒口布置：
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砂箱选择：用刚性强的 “钢板焊接砂箱”，砂箱高度需比铸件最高点高 200~300mm，防止金属液溢出。
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浇冒口设计：大型灰铁铸件（尤其是壁厚不均件）需设置 “暗冒口”（冒口颈直径为铸件热节直径的 1.2~1.5 倍，高度为直径的 1.5~2.0 倍），且冒口需位于铸件最高、最厚部位，确保补缩效率；同时在铸件低洼处、死角处设置 “排气暗冒口”，辅助排出气体。
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铁水成分优化：灰铸铁牌号通常为 HT250~HT350，成分需满足：C 3.2%~3.5%，Si 1.8%~2.2%，Mn 0.8%~1.2%，P≤0.15%，S≤0.12%（C、Si 过高易导致石墨粗大，强度下降；过低易产生白口；S 过高易形成硫化物夹杂）。同时可加入 0.05%~0.1% 的孕育剂（硅铁 + 锰铁） ，细化石墨，防止白口。
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浇注温度与速度：
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温度：比小型铸件高 30~50℃，控制在 1380~1450℃（温度过低易导致充型不足、冷隔；过高会加剧泡沫分解，产生大量气体，增加气孔风险）。
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速度：采用 “慢 - 快 - 慢” 阶梯式充型，初始速度 0.5~1.0m/s（防止泡沫突然受热分解，气体暴增），中间阶段 1.0~1.5m/s（保证充型效率），末期 0.5~0.8m/s（避免金属液冲击砂型，导致塌箱）。
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负压保持：浇注前砂箱负压稳定在 - 0.05~-0.06MPa，浇注过程中保持 - 0.04~-0.05MPa，浇注结束后继续保压 30~60min（直至铸件表面凝固），防止铸件在凝固过程中因负压消失导致尺寸变形。
大型灰铁铸件凝固周期长（通常≥24h），内部应力易累积，后处理需重点控制 “缓冷、清砂、缺陷修复”。
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浇注后禁止立即开箱，需在砂箱内缓冷 24~48h（根据铸件单重调整，单重 10t 以上需缓冷 48h 以上），待铸件温度降至 300℃以下再开箱（温差过大易导致铸件内外应力差，产生裂纹）。
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对结构复杂、应力集中部位（如筋板交接处、法兰根部），可在开箱后立即覆盖 “保温棉” 或 “石棉布”，进一步减缓冷却速度，释放内应力。
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清砂：优先用 “抛丸清砂”（抛丸直径 1.5~2.0mm，速度 60~80m/s），彻底清除表面粘砂和涂层残留；对内腔、死角部位，辅以 “高压水枪清砂”（水压 8~10MPa），避免残留砂粒影响铸件精度。
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检测：
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外观检测：重点检查表面气孔、粘砂、冷隔，允许的气孔直径≤5mm，且每 100cm² 面积内不超过 2 个。
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内部检测：采用 “超声波探伤（UT）”，参照 JB/T 5000.15 标准，关键部位（如受力面、安装面）探伤等级需达到 Ⅱ 级，不允许存在≥φ3mm 的内部缩孔 / 缩松。
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缺陷修复：表面小气孔（直径≤3mm）可采用 “树脂砂补焊”（焊条选用 Z308 纯镍铸铁焊条，预热温度 200~300℃，焊后缓冷）；内部缩松可采用 “压力注浆”（注浆材料为环氧树脂 + 石英粉，注浆压力 0.3~0.5MPa），修复后需重新探伤确认。
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应力消除：所有大型铸件需进行 “人工时效处理”，加热温度 550~600℃，保温 4~6h，随炉缓冷至 200℃以下（时效后铸件内应力消除率≥80%，避免后续加工或使用中变形）。
大型消失模灰铁铸件的生产核心是 “控制气体、保证补缩、释放应力”：通过优化泡沫模样与涂层设计减少气体来源，通过合理的浇冒口与负压工艺确保金属液充型与补缩，通过缓冷与时效处理释放内应力。同时需建立全流程质量管控（从原材料到后处理），才能稳定生产出满足精度（通常 CT8~CT10 级）和力学性能要求的大型铸件。
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