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泡沫消失模鑄造工藝的工藝及禁忌

一:泡沫消失模鑄造的定義:


泡沫消失模鑄造又稱實型鑄造,是用泡沫塑料如EPS 、STMMA或EPMMA等高分子材料制作成為與要生產鑄造的零件結構、尺寸完全一樣的實型模具,經過浸涂耐火涂料(起強化、光潔、透氣作用)并烘干后,埋在干石英砂中經三維振動造型,澆鑄造型砂箱在負壓狀態下澆入熔化的金屬液,使高分子材料模型受熱氣化抽出,進而被液體金屬取代冷卻凝固后形成的一次性成型鑄造新工藝生產鑄件的新型鑄造方法。


二:泡沫消失模鑄造的不同叫法:

國內主要的叫法有“干砂實型鑄造”、“負壓實型鑄造”


三:泡沫消失模鑄造的工藝控制:

主要工藝流程包括:澆冒口系統設計、澆注溫度控制、澆注操作控制、負壓控制等。


澆注系統在消失模鑄造工藝中具有十分重要的地位,是鑄件生產成敗的一個關鍵。由于鑄件品種繁多、形狀各異,每個鑄件的具體生產工藝都有各自的特點,并且千差萬別。這些因素都直接影響到澆注系統設計結果的準確性。


澆注系統設計與傳統砂型鑄造有一定的區別。在澆注系統設計時,應考慮到這種工藝的特殊性,澆注系統各部分截面尺寸與鑄件大小、模型簇組合方式以及每箱件數都有關系。


模型簇組合方式可基本反映鑄件的特點,以及鑄件的補縮形式。由于模型簇的存在,使得金屬液澆入后的行為與砂型鑄造有很大的不同。在澆注過程中模型氣化需要吸收熱量,所以消失模鑄造的澆注溫度應略高于砂型鑄造。對于不同的合金材料,與砂型鑄造相比,消失模鑄造澆注溫度一般控制在高于砂型鑄造30~50℃。這高出30~50℃的金屬液的熱量可滿足模型氣化需要的熱量。澆注溫度過低鑄件容易產生澆不足、冷隔、皺皮等缺陷。澆注溫度過高鑄件容易產生粘砂等缺陷。


設計澆注系統各部分截面尺寸時,應考慮到消失模鑄造金屬液澆注時由于模型存在而產生的阻力,最小阻流面積應略大于砂型鑄造。


負壓是黑色合金消失模鑄造的必要措施。負壓的作用是增加砂型強度和剛度的重要保證措施,同時也是將模型氣化產物排除的主要措施。負壓的大小及保持時間與鑄件材質和模型簇結構以及涂料有關。對于透氣性較好、涂層厚度小于1mm的涂料,對鑄鐵件負壓大小一般在0.04~0.06MPa,對于鑄鋼件取其上限。對于鑄鋁件負壓大小一般控制在0.02~0.03MPa。負壓保持時間依模型簇結構而定,每箱中模型簇數量較大的情況,可適當延長負壓保持時間。一般是在鑄件表層凝固結殼達到一定厚度即可停止負壓。對于涂層較厚及涂料透氣性較差的情況,可適當增大負壓及保持時間。


四:泡沫消失模鑄造的禁忌:


消失模鑄造澆注操作最忌諱的是斷續澆注,這樣容易造成鑄件產生冷隔缺陷,即先澆入的金屬液溫度降低,導致與后澆注的金屬液之間產生冷隔。另外,消失模鑄造澆注系統多采用封閉式澆注系統,以保持澆注的平穩性。對此,澆口杯的形式與澆注操作是否平穩關系密切。澆注時應保持澆口杯內液面保持穩定,使澆注動壓頭平穩。


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