1. 技术要求
　　缸盖材质为HT250，化学成分为wCu = 0. 6 % ～1. 0 %，wCr = 0. 3 % ～0. 5 %，抗拉强度≥250 MPa；铸件需经消除内应力处理，硬度为187 ～255 HBS，硬度差不大于40 HBS ( 在气门座孔附近检查)；未注明铸造圆角半径为3 ～5mm，起模斜度为1°～2°，未注壁厚为5 + 1- 0. 5mm；加工后进行水压试验，在0. 4 MPa 压力下2min 不得有渗漏现象。
　　2. 消失模铸造原材料的应用
　　珠粒成分为ST MMA ( 80 %P MMA+ 20 %EPS)，属于一种高分子聚合物，在生产时，用戊烷作为添加剂，使其反应发泡。因为戊烷的挥发度为27 ℃ ( 异戊烷) ，所以该产品的保存方式为< 15 ℃或直接冷藏，并应建立完善的检测手段，要保证预发珠粒在制模时的戊烷含量在8 % ～9. 5 %。ST MMA 原始珠粒直径为0. 3 ～0. 5 mm，预发密度为21g/ L 。热溶胶成分为碳氢化合物树脂，闪点为232 ℃，密度为0. 92g/ cm3，固含量为99 %，颜色为琥珀色，在82 ℃以下有足够的粘结强度。涂料成分为铝硅酸盐耐火原料、软化水溶剂、有机物固定剂、有机物流动性控制剂和灭菌剂。涂料粘浆稀释前最好先拌匀然后放置过夜，搅拌器需具备可变速电动机和一个有相当容量及缓冲板装置的容器，搅拌时不要把空气泡卷入粘浆里。另外，搅拌速度会显著地影响涂层的粘滞性，因此，产生最好效果的理想速度确定以后，应维持使用
　　这一搅拌速度。
　　铁合金消失模铸造之所以选用共聚物P MMA 作为主要原材料来制造模型，主要有以下几个方面的原因：
　　( 1) 泡沫模型燃烧后在铸件内的碳残留极少( ≈0. 05 %)，通常不会对铸件组织造成危害，铸件的成品率较高。
　　( 2) 泡沫模型抗变形能力强，弹性恢复性能好( P MMA 泡沫模型抗变形弹性复原能力可达到98 % 以上，而EPS 泡沫模型抗变形弹性复原能力只能达到92 %) 。
　　(3) 由于共聚物P MMA 珠粒容易成形的粒径可以更小( 最小零件壁厚大面积成形可达到4 mm，渐变截面零件最小起始壁厚可达到2mm)，泡沫模型成形能力强，提高了产品模型设计的自由度。
　　( 4) 共聚物PMMA 珠粒对发泡剂的屏蔽作用较强，可存放更长的时间( 原始珠?？纱娣? 个月以上，预发珠粒可存放3 个月以上)，提高了制模的经济性。
　　(5) 共聚物PMMA 泡沫模型的成形设备无需专门设计，与EPS 泡沫模型所用的成形设备一样即可，且其熟化时间较短，尺寸稳定性好，缩短了生产周期。
　　( 6) 共聚物PMMA 泡沫模型具有较宽的密度范围( 21～32g/ L)，以满足成形性和可铸造性，人们在选择共聚物PMMA 珠粒时就可以避开碳缺陷的影响去重点考虑其他方面的有效因素；而EPS 泡沫模型的成形密度范围虽然较宽，但满足可铸造性能的密度范围却较窄(20 ～22g/ L) 。
　　( 7) 共聚物PMMA 泡沫模型的抗拉强度、抗压强度和抗弯曲变形能力与EPS 泡沫模型接近，如表1 所示。

　　3. PMMA 碳残留分析
　　用共聚物PMMA 泡沫模型材料进行消失模铸造之所以碳残留少，主要有以下几个方面的原因：
　　( 1) PMMA 含有的碳原子数目较少，这可以从单体分子结构的组成中看出来，PMMA 为2 —C4H6O2- ) n 2 —C7H6 - ) n之比为5∶8 。
　　( 2) PMMA 含有的氧原子可以将碳原子带走。当浇注金属液时，氧原子可与碳原子结合生成CO 气体逸出型外而将碳原子带走。每个PMMA 单体分子结构中有两个氧原子，也就意味着能带走两个碳原子。这样一来，两者热解后的碳原子数目之比变成了3∶8 。
　　( 3) PMMA 的热力学稳定性差，进而导致其遇到高温时能够快速热解。而EPS 则因为含有苯环结构，所以显得热力学稳定性较好，进而导致其遇到高温时热解速度较慢，且即使苯环结构热解了，也会伴随着氢气的逸出而产生大量的碳。
　　( 4) PMMA 和EPS 两种材料热解的形式不同。前者多以气体的方式逸出型外，即使有少量的碳黑在型砂中聚集，也很容易通过砂处理的除尘系统将其去除，型砂的流动性不受影响；而后者多以粘滞液体的形态漂浮在金属液的表面并长时间的滞留，很容易同金属液一起被卷入到模型型腔内，进而产生碳夹杂。另外，这种粘滞液体一旦滞留在了型砂中，还会影响到型砂的流动性。
　　在不同状态下两种材料燃烧后的残留物含量和铸件的增碳量如表2 所示。

　　4. 消失模铸造成品率统计与分析
　　消失模铸造成品率统计如表3 所示。

　　从表3 可看出，漏水是消失模铸造生产中出现的主要废品，如果解决了此项问题，铸件的成品率可以达到90 % 以上。解决办法如下：
　　我们首先对漏水部位的取样经过丙酮的洁净处理后用电子能谱仪进行表面元素的化学分析，然后又对漏水部位的取样经过固定抛光和硝酸酒精溶液的腐蚀后，用金相显微镜进行微观组织的观察，结果见图10 ～12

图11 机体组织100X

图12 石墨长度100X

　　元素能谱分析显示在铸件漏水部位的表面组织中碳元素的含量最多。从图10 ～12 中可清楚地看到，在铸件漏水部位的表面组织中有明显的缩松缺陷，其石墨形态为枝晶片状( E 型) ，石墨长度3 ～6mm，基体组织约为85 %F+ P ( 样品规格为5mm×4mm×4mm，主检仪器为倒置式金相显微镜，检测依据为GB 7216 —1987) 。这就提示我们在消失模铸造生产过程中，铁液的浇注成形并没有将泡沫模型完全燃烧和分解掉，而是有残余的碳化物留在了铸件的内部，并沿着铸件的断面彼此之间相互连接构成了穿透式碳夹杂。缸盖加工后进行水压试验，在0. 4MPa 压力下2min 就会有渗漏现象的发生。当这种碳化物的残留量很少，漏水现象仅表现为轻微的渗漏时，还可以通过高压( 约0. 7MPa) 将堵漏的浸渗液压进渗漏部位将其堵塞; 而如果这种碳化物的残留量很多，漏水现象严重，铸件只能作报废处理。为了降低铸件中这种碳化物的残留量，我们采取了以下措施：降低珠粒的预发密度、直浇道泡沫模型镂空处理、横浇道与内浇道整体式发泡成形、模型簇采用整体式一次性浸涂料和增大造型浇注时的型内负压度等，效果显著。
　　随着生产实践的深入，我们发现如图10 所示的缩松缺陷在泡沫模片的疏松部位形成的铸件中同样出现，
　　这主要是由于预发珠粒的质量不稳定造成制模时泡沫模片产生疏松，进而在浸涂料时涂料渗入泡沫模片，使浇注的铸件产生夹涂料的缺陷，此处就会发生漏水现象。为此我们一方面采取适当提高预发温度和缩短熟化周期的办法来尽量减少戊烷的挥发，以提高制模时模片内部珠粒之间的融合度; 另一方面，试验用电加热的方式来进行珠粒的预发，争取最大限度地减少戊烷的挥发量。这两种方式均收到了较好的效果。