铸造相关常见问题及处理
一、铸造不全
铸造不全是指熔模包埋后，在熔铸过程中由于跑火、铸型焙烧温度和熔金温度过低、合金投放量不足等多种因素，使熔化的合金未能充满铸模腔，以致铸件未完全再现原熔模的全貌，出现部分缺损。
铸造不全的原因包括：
（一）跑火
亦称跑钢，为浇铸时液体合金冲破铸模腔，合金外流，或铸型的铸道口过平、过浅，缺乏一定的锥度，致使合金外溅。其主要是由于包埋材料缺乏足够强度或包埋不当造成的。如内层包埋材料过薄或硅酸乙酯水解液存放时间过长，加之外层包埋不实，在熔模周围有大的空隙，浇铸时液体合金冲破内层包埋材料形成的铸模腔流入外层包埋材料的空隙中，导致铸件铸造不全；或外层包埋材料强度差，在焙烧过程中，铸型破裂，导致跑钢。另外，无圈包埋时如熔模距外表面过近，造成包埋材料过薄，亦可导致铸造时跑钢。
预防措施：
1. 内外层包埋材料要有足够的强度，不使用过期失效的包埋材料。
2. 铸型包埋要实，不能有空隙。
3. 铸型的铸道口不能过平过浅，要有一定的深度和锥度。
4. 熔模距铸圈壁，特别是距铸圈底部不能过近。
（二）合金投放量不足
目前合金的投放量，多采取估算的方法来确定，如合金的投放量不足，必然铸造不全。估算合金的投放量分为两个方面：首先对铸件本身的重量进行估算，如镍铬合金铸造全冠的重量约为1.5～2.5g，铸造桥体的重量约为2～3g；再根据安插铸道的数量和粗细长短，对铸道的重量进行估算。最后将铸件重量和铸道重量相加，即为铸造合金的投放量。通常合金的投放量比二者相加量还要稍大，以保持一定的铸造压力。另一种估算方法是将铸件本身重量的2～2.5倍作为合金投放量。
（三）合金熔化不全
合金未全部熔融，只有一部分合金熔化，就进行铸造，因已熔化的合金量少，而导致铸造不全。造成合金熔化不全的原因很多，如熔化合金的热源温度过低、热量不足，铸造时机选择不当等均可造成合金熔化不全。中熔合金采用汽油吹管火焰熔铸，若合金投放超过40g时，1个普通的汽油吹管火焰所能提供的热量，就很难将合金全部熔化，必须采用2个吹管火焰同时加热，方能将合金完全熔化；在使用高频感应铸造机熔铸时，合金在坩埚内应集中堆放，不能分散。若为块状合金可采取叠放法，若为柱状合金且投放量大，可采取竖放法，使合金紧密接触，全部位于交变磁场内，以利于合金的完全熔化。铸造时机的选择很重要，无论中熔合金或高熔合金在熔铸时都要密切观察其熔化状态，在确认完全熔化后，再进行铸造。
（四）铸道设置不当
采用离心铸造方法，在设置铸道时，必须充分考虑熔化合金流入方向的重要性。因为离心铸造的铸造压力是来自铸造机旋转时产生的离心力，而流入铸模腔的液体合金所承受离心力的大小，是由熔模在铸型内的位置与离心力作用方向所成的夹角决定的。当熔模位于离心力作用方向的轴线上，亦即夹角为0°时，受到的离心力最大；当夹角为45°时，受到的离心力只有1/2；当夹角为90°时，受到的离心力为零；当夹角大于90°时受到的离心力为负数，即处于倒流的位置，此时必然出现铸造不全。所以在安插铸道时，尽量将熔模置于45°夹角的扇形区域内，一定不能将熔模放到大于 90°夹角的区域内。
（五）铸造压力不足
铸型太重，离心机难以带动，或离心机旋转初速度小，启动慢，铸造压力持续时间短，液体合金在凝固前铸造压力消失，都会导致铸件铸造不全。
对于铸造压力不足应采取的预防措施是：提高离心机旋转的韧速度，加大铸造压力；延长旋转时间，在熔化合金凝固前保持足够的铸造压力。
（六）铸型烘烤焙烧不够
铸型焙烧温度低，时间短，液态合金的热能很快被铸型所吸收，凝固速度加快，流动性降低，从而导致熔模较薄的部位以及远离铸道的部位不能被完整铸造出来。另一方面，熔模可能未完全熔化，外流，挥发净尽，造成残余蜡质占据铸模腔局部，致使相应部位无法被合金充盈，即成为铸造缺陷。
该现象的预防措施是：铸型的烘烤焙烧，必须根据不同的包埋材料，达到一定的温度，维持一定的时间，以保证铸造成功率。
（七）熔模过薄，包埋材料透气性差
铸造冠的禾面、边缘过薄，固定桥金属基底局部过细，加之包埋材料的透气性差，铸造时铸模腔内有残存的气体，在过薄过细的部位往往会出现铸造不全。
对于该问题的预防措施是：熔模应具有一定的厚度，最薄处不小于0.2mm；合理选用包埋材料，包埋操作规范，增加铸型的透气性；金属基底熔模远端或薄细的部位适当加厚，或设置排气孔。
二、铸件收缩
铸件在液态到固态的冷却过程中会发生体积减少，即固化收缩。铸件收缩超过一定程度就会造成铸件变形，严重影响修复体适合性。尤其是冠桥金属基底，由于其形态往往不规则，各部位厚薄差异也比较大，更容易因不均匀的固化收缩而影响其铸造精度。此外，铸造收缩还是铸件产生应力、变形、缩孔、缩松、热裂和冷裂等许多缺陷的基本原因，能够通过上述现象间接影响修复体质量。
不同合金的收缩量不同，一般，合金的熔点越高，收缩越大：钴铬合金的铸造线收缩率高达2.1％～2.3％，而金合金的铸造线收缩率约为1.2%。因此非贵金属铸件发生过度收缩的可能性大于贵金属铸件。
解决铸造收缩的方法有：
1．采用分段铸造 为了减少和弥补高熔合金的铸造收缩，对固定义齿长桥可分段铸造，控制其收缩量，然后用激光等焊接技术进行准确地焊接。
2．利用模型材料的凝固膨胀 印模取好后，用硅溶胶液等高膨胀物质调拌人造石灌注，可以使模型获得一定的膨胀，在膨胀模型上制作间接法的铸造冠熔模，以补偿铸造中的体积收缩。
3．利用包埋材料的膨胀 解决非贵金属高熔合金铸造收缩问题的根本途径是改善包埋材料的性能，即利用包埋材料的固化膨胀，吸湿膨胀和温度膨胀来补偿合金的铸造收缩。在利用包埋材料的膨胀补偿铸造收缩时，并非膨胀量越大越好，因包埋材料的固化膨胀同时伴有熔模的变形，所以要求包埋材料的膨胀恰好补偿合金的铸造收缩即可。这种补偿收缩的原理可简化为控制铸模的膨胀量，使其与铸件的收缩量相等。
磷酸盐结合系包埋材料具有总膨胀量大，耐高温的优点，其凝固膨胀率约为0.6％，吸湿膨胀率约为0.6％，温度膨胀率约为0.8％～1.0％。用硅胶溶液调和可获得均匀的膨胀。获得均匀膨胀的方法有：
(1)将初凝的熔模置于水浴。
(2)在熔模顶部有控制地加水。
(3)铸圈内使用湿衬层，如垫湿的石棉纸。
(4)用温热水浸泡铸型等。
4．采用无铸圈铸型 选用具有一定强度的包埋材料，如磷酸盐系的包埋材料，包埋时不用金属铸圈，而是用硅橡胶、软塑料铸圈或蜡圈，待包埋材料完全凝结后，将有弹性的铸圈或蜡圈脱去，形成无铸圈铸型。在烘烤焙烧铸型时，包埋材料不受铸圈的限制，可以获得均匀自由的温度膨胀，因而能够更好的补偿铸造收缩。
三、粘 砂
粘砂是指铸件的表面与部分包埋材料牢固的结合在一起的现象。粘砂不仅造成铸件表面清理困难，而且造成铸件表面粗糙，增加磨光的难度，甚至影响铸件的精度，造成铸造失败。
（一）产生粘砂的原因主要有：
1．化学性粘砂 在高温条件下，石英砂中可能含有的氧化钙和氧化镁与石英中的碱性氧化物，如氧化铁、氧化铬等反应结合形成化学粘砂。
2．热力性粘砂 由于合金熔铸时温度过高，而包埋材料的耐火度低，或者含有低熔点杂质，在热力作用下，被烧结在铸件表面，不是发生化学反应所形成的粘砂。
但是，从技工室操作的实际情况看两者较难分辨，特别是使用硅酸乙酯系包埋材料时，既可能发生化学性粘砂，又易发生热力性粘砂。硅酸乙酯系包埋材料产生粘砂的原因有内层包埋材料过稀，内层挂砂所用的砂粒过粗，内层包埋时产生空隙，以及包埋材料的配比不当，包埋材料不纯，耐火度低，抗冲击性强度低等等。磷酸盐系包埋材料易产生化学性粘砂，在铸件的表面形成一层难以清除的烧结层。
此外，合金过熔，铸道安插不合理，铸造压力过大，也可造成粘砂。
（二）防止粘砂的主要措施包括：
1. 切勿高温过熔，防止合金氧化。
2. 合理安插铸道。
3. 提高包埋材料的耐火度和化学纯度，控制好调拌稠度。
4. 铸圈内各铸件之间不要相隔太近，尽量分离开，以免影响铸造后的热量散发。
四、表面粗糙
铸件表面有很多微小突起，凹陷，毛刺，麻点等现象，称为表面粗糙。
（一）形成铸件表面粗糙的原因
1. 因粘砂而形成。
2. 铸模腔表面光洁度差。
3. 包埋前熔模未进行脱脂处理或脱脂处理未达到要求。
4. 内层包埋材料的涂挂性差或调拌过稀。
5. 内包埋材料的粒度过大，粉粒过于粗糙。
6. 铸型烘烤焙烧的时间短，温度不足。
7．铸型腔内脱砂。
8．内包埋材料的耐火度不足。
（二）防止铸件表面粗糙的措施
1．防止化学性粘砂和热力性粘砂。
2．提高熔模的表面光洁度，清除粘砂的因素。
3．包埋前对熔模进行有效的脱脂处理，减少表面张力，增加润湿性，既要用乙醇清洗，又要使清洁剂完全挥发，不残留在熔模表面。也可以使用0.1％高锰酸钾溶液进行脱脂，以达到较好效果。
4．控制好内层包埋材料的调拌稠度，石英粉(或刚玉粉)要细而纯，调拌包埋材料时使用真空搅拌机加以搅拌。
5．采用硅酸乙酯水解液加石英粉做内层包埋，氨熏持续时间应达到20～30min。
6．控制铸型的焙烧温度和熔金温度，烘烤的时间要达到要求。
7．选择粗糙度和耐火度适当的包埋材料。
五、金属瘤
由于包埋材料调拌时混入空气或包埋方法不当，在熔模的凹陷处易附着气泡，包埋材料固化后，气泡形成铸模腔表面圆形的孔穴，熔铸时液体合金流入孔穴中，在铸件表面形成金属瘤。金属瘤多出现在铸造冠内壁的线角处和禾面的窝沟中，影响铸件的准确性，常可造成修复体不能就位或翘动，严重时导致铸件需返工重作。
采取的预防措施是：
1．仔细对熔模进行脱脂，提高熔模表面润湿性。
2．调拌包埋材料一定要注意排除气泡，包埋材料最好采用真空搅拌机调拌。
3．包埋时先用小排笔在熔模表面均匀地涂布一层包埋材料，仔细检查，排除气泡，然后再用插入法或灌注法完成包埋。
4．在真空状态下包埋，或铸圈灌满后，立即抽真空，去除包埋材料中的气体。
六、缩孔、缩松、缩陷
（一） 缩孔
铸件凝固时，由于体积收缩在其表面或内部遗留下来的孔穴，称为缩孔。缩孔的形状不规则，多产生在铸件的肥厚处、转角处、安插铸道处。因为这些部位温度高，收缩量大，且最后凝固，一旦得不到液体合金的补缩，就会产生缩孔。在口腔科的铸造工作中，缩孔的发生率很高，严重影响铸件的质量。因此应对该问题予以足够重视。在铸造中完善熔模铸道系统的设计，为铸件提供凝固补缩，以降低缩孔发生率 。
1．形成缩孔的原因
(1) 收缩成孔：缩孔是由于合金溶液凝固时体积收缩，在铸件的最厚处温度高而收缩量大，得不到液体合金的充分补偿时而产生缩孔。
(2) 热中心：熔金不断由铸道流入铸型腔时，使铸道和铸件连接区的包埋材料局部过热，熔金在该处冷却慢，最后凝固时得不到液体合金的补充，则局部产生缩孔。
2．预防缩孔的措施
(1) 体积大的铸件，可在铸道上距离熔模1.5～2mm处设置储金球，储金球的直径要大于熔模的最大厚度。若储金球的体积小于熔模的体积，或储金球与熔模之间距离长(超过2mm)，均不能起到补缩作用。因为储金球的体积小于熔模体积，储金球内的合金先凝固，会引起反补缩效应；储金球与熔模之间的一段铸道若细而长(超过2mm)，凝固过程中在铸件与储金球两个热节之间的这一段铸道将先凝固，阻断了储金球内尚未凝固的液体合金对铸件补缩的通道，因而起不到补缩作用。
(2)体积小而厚薄均匀的铸件，如铸造3/4冠等，安插1根直径大于铸件厚度的铸道(直径+2mm)，使铸道成为合金最后凝固的部位，从而为铸件提供补缩。
(3)将熔模置于铸圈内靠近顶端的2/5高度内，以避开铸造热中心，而将储金球放在铸圈高度的中间位置，使其处于铸造热中心。
(4)在熔模上靠近安插铸道处，安放排气孔，以散发热量，降低该处的温度。
(5)加大铸造压力，延长加压时间。
(6)采用真空充气加压铸造法，可以消除缩孔现象。
（二） 缩松
铸件上产生小而不连贯、形状不规则的缩穴，称为缩松。缩松常产生在缩孔附近或铸件的厚薄交界处。缩松也是由于合金凝固时体积收缩得不到补充而产生的，与金属液相点和固相点是否相同有关，纯金属凝固时几乎不产生缩松。由于合金在凝固过程中存在着液固区，树枝状结晶在其中不断成长，而未凝固的液体合金受到树枝状结晶的阻碍，不能充分补缩正在凝固的区域，就容易产生缩松。
采取的预防措施是
1．设法使铸件顺序凝固，即使凝固从远离铸道的一端开始，向铸道方向顺序凝固，使铸道最后凝固。
2．采取预防产生缩孔的相同措施。
（三） 缩陷
当铸件凝固缓慢，铸造压力持续时间短时，一度充满铸型腔的液体合金向铸道口回流，原铸型腔内被金属液排出的气体又进入铸型腔内，使尚未凝固的铸件受压，待其凝固后，在表面产生凹陷，铸件的边缘和线角处因液体合金的表面张力而变圆钝，这种现象称为缩陷。
防止产生缩陷的措施是
1．延长加压时间，使铸造压力持续时间长于合金凝固时间。
2．改善包埋材料的透气性，在熔模的边缘安放排气孔。
七、砂 眼
由于脱落的砂粒被包埋在铸件表面或内部而形成的孔穴称为砂眼。砂粒可能来自铸型壁脱砂，也可能由外界落入铸型腔内。
预防砂眼的措施有;
1．制作熔模时，特别是在安插铸道时，避免铸型腔内产生内尖角。因为内尖角处的包埋材料易被熔金液冲坏，砂粒进入合金液而形成砂眼。
2．掌握好包埋材料的使用方法和配方，提高铸型的强度和韧性，防止铸型产生裂纹、脱皮和部分损坏而使砂粒进入铸型腔。
3．使用规范的铸圈底座，保证铸道口的质量，防止砂粒暴露而进入铸型腔。
4．在烘烤和焙烧过程中防止外界砂粒落入铸型腔内。
5．坩埚处置干净，防止异物混入合金内。
八、其它铸造相关常见问题
（一） 脆断
指铸件不能达到应有的机械性能，脆性增大，易于断裂。
1．原因
(1)熔金温度过高，时间过长，使金属发生某些化学变化。
(2)金属在熔化过程中混入其它杂质或坩埚不能承受高温，破裂后其材料混入金属内。
(3)包埋材料未达到工艺要求。
(4)熔金时吸收了碳素，使金属含碳量增加。
2．预防措施
(1)正确掌握金属浇铸的温度。
(2)注意合金和坩埚的清洁，保证坩埚的质量。
(3)改进包埋材料。
(4)改进熔金设备和在容许范围内缩短熔金时间。
（二） 变形
1．原因
(1)复制的耐火材料模型不准确或熔模变形。
(2)包埋材料或模型材料的凝固膨胀和温度膨胀不能补偿铸金的收缩或铸金本身收缩过大。
(3)打磨铸件方法不当，引起变形。
2．预防措施
(1)正确掌握复制模型的方法，排除使熔模变形的因素。
(2)选择适合的耐高温包埋材料。
(3)正确掌握打磨铸件的方法。
(4)尽量避免导致铸金过大收缩的因素。改进设计或改用收缩较小的金属。
（三）冷热裂
冷热裂是指在铸件（或铸道上）可看到明显的断裂纹。冷裂纹外形呈连续直线状，裂纹常常是穿过晶粒，断口有金属光泽或轻微氧化色；而热裂纹外观呈氧化色，不光滑，镜下可看到树枝晶，裂纹是沿晶界产生和发展的，外形曲折、多变。
产生冷热裂纹的主要原因是铸件的厚薄不一，铸型的冷却方式不合理，铸型在冷却过程中多受到剧烈的振动，铸型的强度过大以及合金本身原因。预防的措施主要是合理制作熔模，熔模的厚薄应尽可能一致，铸造完成后的铸型在冷却时应注意不能激冷，应在室温下缓慢冷却，不能使铸型在冷却过程中，特别是刚从铸造机取出时受到剧烈的振动。合理选择包埋材料，必要时在包埋材料中适当加入细化晶粒作用的铝酸钴或硅酸钛，增加合金的机械强度。从合金方面主要选择杂质少，接近共晶成分的合金。
（四）毛刺
毛刺又称之废边、飞边，即制作的熔模经包埋、铸造后的铸件上形成许多原熔模所没有的多余部分，常表现为在铸件边缘出现金属薄边，严重时会造成打磨困难甚至铸造失败。
产生毛刺的原因主要包括：
1．包埋材料中的粉液比例不当 在制作铸型时，如果粉液比例不当，液体比例过多；采取二次包埋法不当导致铸型的强度降低，在受到热及冲击力的作用下极易发生龟裂，导致铸件产生毛刺。
2．铸型烘烤焙烧方式不正确 铸型在加热期间的水份蒸发是在100℃左右，熔模材料的熔化温度是50～60℃，蒸发温度是300～400℃，而包埋材料中主要成分石英砂的相变温度是500～600℃，方石英的相变温度在200～250℃。在这些温度范围应采取缓慢的升温，且有适当维持时间以保证其水份、熔模料的外流蒸发，以及包埋材料的相变不发生剧烈反应。若在上述温度范围内过急加热，使水份蒸发及熔模料熔化外流得不到充分的时间保证，包埋材料中的主要成分石英相变反应过激则可使铸型发生龟裂，导致铸件产生毛刺。特别是当铸型尺寸较大时，尤其应采取缓慢加热。
3．铸型的热冲击强度弱 当制作的熔模经包埋材料包埋后形成铸型，熔模料在加热后熔化外流，形成铸模腔。熔模过厚时，铸型腔也就相应的较大，当液态合金在瞬间铸入铸模腔内时，其冲击力相对要比熔模薄的冲击力要大，若外层包埋材料的抗冲击强度较弱时，就极易造成铸型抗冲击强度降低，需要适当加厚外层包埋材料的厚度，以增强抗冲击强度。
对于毛刺的预防措施包括： 按照规定加温铸圈；包埋前除尽铸模上多余的蜡；改进铸模材料和包埋材料等。
（五）冷隔
冷隔是指熔化的液态合金被铸入到铸型腔内时，不同分铸道之间的液态合金的氧化膜未能被铸造压力所冲破，造成两股金属液流相互不能完全融合，最终在铸件上形成穿透的或不穿透的缝隙。
产生的原因包括合金种类选择不当，合金及铸型的加热温度不当，铸造压力不当，包埋材料透气性不良，金属浇铸流动紊乱，金属局部失冷却或局部有氧化膜等。流动性差或易氧化的合金极易发生冷隔，因为流动不好其固液相范围广，在铸造压力无改变时，就很难将液态合金表面氧化膜冲破，因此易发生冷隔。其次如果铸型温度较低，而液态合金铸造的温度掌握不好（如稍偏低）也极容易造成冷隔现象的产生。如果铸造压力大，尽管液态合金的流动性差，也可以将氧化膜冲破不发生冷隔。
预防措施主要有：改进包埋材料或增设排气道；合理设置铸道的位置；增大铸造压力；增快浇铸速度。
（六）偏析
偏析是指将合金熔化后，铸入到铸型腔内的铸件各部分合金元素的比例发生了改变，形成了铸件元素成分不均匀现象。偏析可分为微观偏析（指微小范围内的化学成分不均匀）和宏观偏析（指铸件各部位之间化学成分出现差异）两类。
铸件发生偏析的主要原因有合金中各元素的熔点及比重差异较大，铸件过厚，以及铸造方法不当等。当合金中各化学成分熔点不一致时，最先发生凝固的成分是熔点高的成分，其次才是熔点低的成分，由于两者之间发生凝固时间的不一致从而造成了铸件内化学成分的不均匀。当合金各化学成分比重有较大差异时，比重大的成分在下部凝固，而比重小的成分在上部凝固也易造成铸件发生偏析。当铸件较厚时，沿着铸型腔内壁的液态金属最先开始产生凝固，而在随着铸型腔内壁金属凝固的同时，熔点高的金属开始产生凝固，虽然熔点低的金属也发生凝固，但由于两者凝固上的时间差，极易使铸件的表层和中心部位的成分发生不均匀现象。特别是目前牙科铸造多是使用离心力铸造法，当合金中化学成分比重差较大时，比其他的铸造方法更易发生偏析现象。偏析可使铸件的耐腐蚀性及机械性能降低，往往外观良好，但使用不长时间后，铸件便会发生某些部位折断现象，而且从断口观察看不到有气孔存在。偏析可以通过热处理方法给予纠正，但需要较长的时间和能量。
(七) 加工困难
加工困难多见于高熔合金。高熔合金与中熔合金相比，硬度大，机械性能好，但也带来了加工困难，如难于打磨抛光等。
解决该问题的措施包括：熔模制作严谨仔细，熔模力求精确、轻巧、表面光滑，以减少铸件的磨光工作；采用喷砂、电解抛光等加工手段。开展铸造技术，必须购置配套的工艺加工设备；采用大功率、高速度的磨光微型马达(牙钻机)和硬度大的打磨抛光器材，如金刚砂石磨头、氧化铝砂石尖、金刚砂橡皮轮等来进行打磨，以提高效率。
