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    臨沂市蘭山區星光機械鑄造廠

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    消失模鑄造工藝流程
    發布時間:2018-12-26   查看次數:3322

    消失模鑄造又稱實型鑄造,是將與鑄件尺寸形狀相同的泡沫模型粘接結成模型簇,刷耐火涂料并烘干后,埋在干砂中振動造型,在真空負壓下澆鑄,使模型氣化,液體金屬占據模型位置,凝固冷卻后形成鑄件的新興鑄造方法,是目前鑄造行業中最為“綠色環?!钡蔫T造工藝,也是二十一世紀鑄造業的發展趨勢。國外的消失模鑄造工藝發展的步伐稍微領先于國內,但并不意味著國內消失模鑄造的水平不夠。放眼國內消失模鑄造行業,無論鑄造企業的設備先進與否、企業文化是否相同,但以工藝為核心的思想,仍是行業之魂,它影響著消失模鑄造業與模具制造業的未來。對于消失模鑄造的相關知識,大家是否想要了解更多呢?下面賢集網小編來為大家介紹消失模鑄造工藝流程、消失模鑄造工藝流程控制消失模鑄造優點、消失模鑄造缺點和局限性、如何控制消失模鑄造工藝中鑄件的氣孔缺陷?

    1、制作泡塑白模,組合澆注系統,氣化模表面刷、噴特制耐高溫涂料并烘干。

    2、將特制隔層砂箱置于振動工作臺上,填入底砂(干砂)振實,刮平,將烘干的氣化模放于底砂上,填滿干砂,微振適當時間刮平箱口。

    3、用塑料薄膜覆蓋,放上澆口杯,接真空系統吸真空,干砂緊固成型后,進行澆注,白模氣化消失,金屬液取代其位置。

    4、釋放真空,待鑄件冷凝后翻箱,從松散的干砂中取出鑄件。

    消失模鑄造工藝流程控制

    一、泡塑珠粒的選用:

    1、消失模鑄造專用的泡沫珠粒有三種。

    ①可發性聚苯乙烯樹脂珠粒(簡稱EPS);

    ②可發性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹脂珠粒(簡稱STMMA);③可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒(簡稱EPMMA)。

    2、常用可發性聚苯乙烯樹脂珠粒(EPS),用于鑄造有色金屬、灰鐵及一般鋼鑄。

    3、珠粒特點:半透明珠粒,預發泡倍數40~60,粒徑為0.18~0.80亳米(6種尺寸),

    4、一般選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9?~?1/10。

    二、模型制作:

    1、由泡塑珠粒制作:予發泡——熟化——發泡成型——冷卻出模。

    ①予發泡

    EPS珠粒在加入模具前,要先進行予發泡,以使珠粒膨脹到一定尺寸。予發泡過程決定了模型的密度、尺寸穩定性及精度,是關鍵環節之一。適用于EPS珠粒予發泡的方法有三種:熱水予發泡、蒸汽予發泡和真空予發泡。真空予發泡的珠粒發泡率高,珠粒干燥,應用較多。②熟化

    經予發泡的EPS珠粒放置在干燥、通風的料倉中一定時間。以便使珠粒泡孔內外界壓力平衡,使珠粒具有彈性和再膨脹能力,除去珠粒表面的水分。熟化時間在8~48小時。

    ③發泡成型

    將予發泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內,加熱,使珠粒再次膨脹,填滿珠粒間的空隙,并使珠粒間相互融合,形成平滑表面,即模型。出模前必須進行冷卻,使模型降溫至軟化溫度以下,模型硬化定形后,才能出模。出模后還應有模型干燥及尺寸穩定的時間。設備有蒸缸及自動成形的成型機兩種。

    2、由泡塑板材制作:泡塑板材——電阻絲切割——粘結——模型。對簡單模型,可利用電阻絲切割裝置,將泡塑板材切割成所需的模型。對復雜模型,首先用電阻絲切割裝置,將模型分割成幾個部分,然后進行粘,使之成為整體模型。

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    三、模型組合成簇:

    是將自行加工好(或外購)的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結在一起,形成模型簇,這種組合有時在涂料前進行,有時在涂層制備后埋箱造型時進行。是消失模(實型)鑄造不可缺少的一道工序。

    目前使用的粘結材料:橡膠乳液、樹脂溶劑和熱熔膠及膠帶紙。

    四、模型涂層:

    實型鑄造泡塑模型表面必需涂一層一定厚度的涂料,形成鑄型內殼。其涂層的作用是為了提高EPS模型的強度和剛度,提高模型表面抗型砂沖刷能力,防止加砂過程中模型表面破損及振動造型及負壓定型時模型的變形,確保鑄件的尺寸精度。外購的消失模鑄造專用涂料,在涂料攪拌機內加水攪拌,使其得到合適的粘度。攪拌后的涂料放入容器內,用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆。一般涂兩遍,使涂層厚度為0.5?~?2mm。據鑄件合金種類、結構形狀及尺寸大小不同選定。涂層在40~50℃下烘干。

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    五、振動造型:

    我們介紹常用的一種造型方法(兩種方法之一)。其工序包括如下工序:砂床制備——放置EPS模型——填砂——密封定型。

    ①砂床制備

    將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上,并卡緊。底部放入一定厚度的底砂(一般砂床厚度在50~100mm以上),振動緊實。型砂為無粘結劑、無填加物、不含水的干石英砂。黑色金屬溫度高,可選用較粗的砂,鋁合金采用較細砂子。型砂經處理后要反復使用。砂箱為單面開口、設有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機構的砂箱。

    ②放置EPS模型

    振實后,其上據工藝要求放置EPS模型組,并培砂固定。

    ③填砂

    加入干砂(幾種加砂方法),同時施以振動(X、Y、Z三個方向),時間一般為30~60秒,使型砂充滿模型的各個部位,且使型砂的堆積密度增加。

    ④密封定型

    砂箱表面用塑料薄膜密封,用真空泵將砂箱內抽成一定真空,靠大氣壓力與鑄型內壓力之差將砂?!罢辰Y”在一起,維持鑄型澆注過程不崩散,稱之為“負壓定型。較為常用。

    六、澆注置換

    EPS模型一般80℃左右軟化,420~480℃時分解。分解產物有氣體、液體及固體三部分。熱分解溫度不同,三者含量不同。實型鑄造澆注時,在液體金屬的熱作用下,EPS模型發生熱解氣化,產生大量氣體,不斷通過涂層型砂,向外排放,在鑄型、模型及金屬間隙內形成一定氣壓,液體金屬不斷地占據EPS模型位置,向前推進,發生液體金屬與EPS模型的置換過程。置換的最終結果是形成鑄件。澆注操作過程采用慢——快——慢。并保持連續澆注,防止澆注過程斷流。澆后鑄型真空維持3~5分鐘后停泵。澆注溫度比砂型鑄造的溫度高30~50℃。

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    七、冷卻清理

    冷卻后,實型鑄造落砂最為簡單,將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可,鑄件與干砂自然分離。分離出的干砂處理后重復使用。

    消失模鑄造優點

    1、使用的金屬模具壽命可達10萬次以上,降低了模具的維護費用

    2、不合箱、不取模,鑄件尺寸形狀精確,重復性好,具有精密鑄造的特點,大大簡化了造型工藝,消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品,鑄件的表面光潔度高;

    3、簡化了工廠設計,固定資產投資可減少30∽40%,占地面積和建筑面積可減少30∽50%,動力消耗可減少10∽20%;減少了粉塵、煙塵和噪音污染,大大改善了鑄造工人的勞動環境,降低了勞動強度,以男工為主的行業可以變成以女工為主的行業;

    4、零件的形狀不受傳統的鑄造工藝的限制,解放了機械設計工作者,使其根據零件的使用性能,可以自由地設計最理想的鑄件形狀;取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷和廢品;可減輕鑄件重量,可以取消拔模斜度,

    5、可在理想位置設置合理形狀的澆冒口,不受分型、取模等傳統因素的制約,減少了鑄件的內部缺陷;

    6、消失模鑄造工藝應用廣泛,不僅適用于鑄鋼、鑄鐵,更適用于鑄銅、鑄鋁等;易于實現機械化自動流水線生產,生產線彈性大,可在一條生產線上實現不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產;

    7、采用無粘結劑、無水分、無任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘結劑引起的各種鑄造缺陷和廢品;

    8、落砂極其容易,大大降低了落砂的工作量和勞動強度;大大簡化了砂處理系統,型砂可全部重復使用,取消了型砂制備工部和廢砂處理工部;

    9、負壓澆注,更有利于液體金屬的充型和補縮,提高了鑄件的組織致密度;組合澆注,一箱多件,大大提高了鑄件的工藝出品率和生產效率;

    10、鑄件無飛邊毛刺,使清理打磨工作量減少50%以上;減少了加工余量,降低了機加工成本。

    消失模鑄造缺點和局限性

    1、鑄件材質:其適用性好與差的順序大致是灰鑄鐵--非鐵合金--普通碳素鋼--球墨鑄鐵--低碳鋼和合金鋼;通過必要的準備以不致使工藝實驗、調試周期過長。

    2、鑄件結構:鑄件結構越復雜就越能體現消失模鑄造工藝的優越性和經濟效益,對于結構上有狹窄的內腔通道和夾層的情況,采用消失模工藝前需要預先進行實驗,才能投入生產。

    3、鑄件大?。褐饕紤]相應設備的使用范圍(如振實臺,砂箱)。

    4、鑄件的批量:批量越大,經濟效益越可觀。

    如何控制消失模鑄造工藝中鑄件的氣孔缺陷?

    1、選擇適宜的模型材料

    采用共聚泡沫模型材料,由于共聚物是拉鏈式分解,一次性氣化程度高,液相比例小,小分子氣體很容易從涂層溢出,白模密度在強度和光潔度保證的前提下盡可能小一些,減少發氣總量,澆注系統采用空心直澆道并加設過濾器,對金屬液進行機械擋渣、吸附梳流,使充型更平穩。

    2、澆注系統及保溫冒口的使用

    內澆道的開設要利于合金的順利平穩快速充型,不形成死角區,在鑄件的頂部設置大氣壓力保溫冒口,集渣補縮于一體,相關部位設置隨形隔砂冷鐵,實現鑄件的順序凝固,把金屬液內的氣體、渣質及氣化殘留物快浮到冒口部位,減少氣孔、渣孔、縮孔產生的幾率。

    3、提高涂料的透氣性

    耐火骨料的粒度要適宜,采用復合粘結劑懸浮劑,配制的涂料具有高低溫強度好、耐磨損、易涂刷、不開裂、排氣能力強、透氣性好、燒結均勻、開箱易脫落剝離,不與金屬液潤濕劑及化學反應,一般鑄件涂刷2遍,涂層厚度2mm左右。消失模涂料的質量管理十分關鍵。在大量生產時,定期檢查涂料的透氣性,及時調整骨料的粒度。由于涂料的粘結劑、懸浮劑中含有機物質,夏秋季節特別應該注意涂料的發酵酶變,合格的鑄件離不開最佳的涂料,控制涂料的質量不可輕心。

    4、澆注溫度要適宜

    由于消失模的充型過程中藥放熱汽化泡沫,鋼鐵的澆注溫度較砂型鑄造高30-50℃。金屬液與泡沫的熱作用受熱澆注溫度的制約,澆注溫度適宜熱解充分,模樣的熱解產物主要呈小分子氣態,在負壓場的作用下容易排除型腔,當澆注溫度低時,模樣的熱解不充分,液相殘留物會堵塞涂料層,熱解氣體排出受阻,型腔內形成反壓力,充型流動性由此下降,再加上凝固速度快,液體附近的氣渣來不及浮集到冒口內,生成氣孔的幾率增大,當然澆注溫度要與冶煉的材料匹配,以避免因溫度高或底而產生的其他鑄造缺陷。

    5、合理的澆注位置

    鑄件的最佳澆注位置是充型時獲得良好的氣化條件及排氣條件,便于氣化除渣,選擇立澆或斜澆,也即遵循側表面積最大化的原則,澆注系統應具備檔渣集氣及補縮功能。

    6、合理的澆注工藝和負壓度

    消失模的澆注工藝師以充滿澆杯封閉直澆口為原則,如果澆注穩定中間的速度忽快忽慢,會使充型造成劇烈的紊亂并在型腔內劇烈沸騰,將來不及氣化的泡沫包在合金液體內形成氣孔,特別不允許暴露直澆道使渣、氣侵入,理想的澆注速度是金屬液的充型速度等于或略小于模型的氣話速度。

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