消失模鑄造的工藝設計規范
階梯澆注系統常用于高大鑄件的生產，其主要目的是實現自下而上的分層充型及形成由下往上逐漸升高的金屬液溫度梯度。一段時間以來，由于消失模鑄造工藝設計規范的缺乏，階梯澆注系統也常常被移植到消失模鑄造工藝設計中。
然而，由于消失模鑄造中金屬液充型受到泡沫模樣氣化產物的強烈阻礙，金屬液充型形態與普通鑄造明顯不同，因此將階梯澆注系統應用于消失模鑄造并不總是成功的。運用階梯澆注系統制造某殼體鑄件，50件鑄件中有12件存在冷隔缺陷，因此建議不宜在消失模鑄造中使用階梯澆注系統。然而，也有人用階梯澆注系統成功地鑄造了很多類型的消失模鑄件。這給消失模鑄造工藝設計者帶來了困惑。雖然許多研究涉及到了消失模鑄造中的階梯澆注系統，可是很少有人分析導致試驗結果不同的原因。
本研究運用數值模擬的方法探索了消失模鑄造階梯澆注系統中金屬液充型流動形態，旨在為消失模鑄造工藝設計提供有效指導。在消失模鑄造過程中，EPS泡沫充滿鑄型型腔，當泡沫還是固體時，金屬液不能填充泡沫所占空間；當泡沫受熱軟化、熔化、氣化后失去強度時，金屬液才可以對該局部進行充填，從這種意義上講，金屬液取代泡沫的運動由熱傳遞機理控制，而非金屬液的壓力或慣性。
在N485柴油機離合器殼體消失模鑄造中設計了一種框架式澆注系統。離合器殼體法蘭面與框架式澆注系統貼合，形成了6~9個內澆口。在澆注過程中，液態金屬通過空心直澆道直接進人主橫澆道，然后進人底部分支橫澆道，此時，一部分金屬液通過底部的內澆道充型，另一部分則通過輔助直澆道輸送到上一層分支橫澆道，進而通過設在分支澆道的內澆道充型，實現了從底部到頂部的逐層充型。很明顯，該框架式澆注系統本質上是一種帶輔助直澆道的階梯澆注系統。
(1)鑄件幾何結構對充型流動形態有一定的影響。當液態金屬流動路線上有型芯時，金屬液將在型芯背面匯合碰撞。如果匯合處遠離內澆口，則鑄造缺陷容易在該區域形成。
(2)實心澆注系統中，澆口杯至內澆口間的流程長度決定了各內澆口開始充型的先后，流程短的先充型，流程長的后充型。
(3)實心普通階梯澆注系統各內澆口從上到下依次開始充型，并且各澆口質量流量百分比也從上到下依次減少，階梯澆注系統的功能沒有實現。實心帶輔助直澆道的階梯澆注系統各內澆口自下往上依次開始充型，并且各澆口質量流量百分比從下往上逐漸降低，型腔中金屬液上升平穩，有利于鑄造缺陷的消除。因此，實心帶輔助直澆道的階梯式澆注系統有較好的適用性。
(4)空心普通澆注系統，金屬液幾乎同時通過各內澆口開始充型，極易出現多股金屬液匯合現象；空心帶輔助直澆道的階梯澆注系統，上部內澆口較下部和中部內澆口開始充型時間稍晚，充型流動形態較空心普通澆注系統有所改善。
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