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泡沫消失模铸造工艺的工艺及禁忌

一:泡沫消失模铸造的定义:


泡沫消失模铸造又称实型铸造,是用泡沫塑料如EPS 、STMMA或EPMMA等高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模具,经过浸涂耐火涂料(起强化、光洁、透气作用)并烘干后,埋在干石英砂中经三维振动造型,浇铸造型砂箱在负压状态下浇入熔化的金属液,使高分子材料模型受热气化抽出,进而被液体金属取代冷却凝固后形成的一次性成型铸造新工艺生产铸件的新型铸造方法。


二:泡沫消失模铸造的不同叫法:

国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“负压实型铸造”


三:泡沫消失模铸造的工艺控制:

主要工艺流程包括:浇冒口系统设计、浇注温度控制、浇注操作控制、负压控制等。


浇注系统在消失模铸造工艺中具有十分重要的地位,是铸件生产成败的一个关键。由于铸件品种繁多、形状各异,每个铸件的具体生产工艺都有各自的特点,并且千差万别。这些因素都直接影响到浇注系统设计结果的准确性。


浇注系统设计与传统砂型铸造有一定的区别。在浇注系统设计时,应考虑到这种工艺的特殊性,浇注系统各部分截面尺寸与铸件大小、模型簇组合方式以及每箱件数都有关系。


模型簇组合方式可基本反映铸件的特点,以及铸件的补缩形式。由于模型簇的存在,使得金属液浇入后的行为与砂型铸造有很大的不同。在浇注过程中模型气化需要吸收热量,所以消失模铸造的浇注温度应略高于砂型铸造。对于不同的合金材料,与砂型铸造相比,消失模铸造浇注温度一般控制在高于砂型铸造30~50℃。这高出30~50℃的金属液的热量可满足模型气化需要的热量。浇注温度过低铸件容易产生浇不足、冷隔、皱皮等缺陷。浇注温度过高铸件容易产生粘砂等缺陷。


设计浇注系统各部分截面尺寸时,应考虑到消失模铸造金属液浇注时由于模型存在而产生的阻力,最小阻流面积应略大于砂型铸造。


负压是黑色合金消失模铸造的必要措施。负压的作用是增加砂型强度和刚度的重要保证措施,同时也是将模型气化产物排除的主要措施。负压的大小及保持时间与铸件材质和模型簇结构以及涂料有关。对于透气性较好、涂层厚度小于1mm的涂料,对铸铁件负压大小一般在0.04~0.06MPa,对于铸钢件取其上限。对于铸铝件负压大小一般控制在0.02~0.03MPa。负压保持时间依模型簇结构而定,每箱中模型簇数量较大的情况,可适当延长负压保持时间。一般是在铸件表层凝固结壳达到一定厚度即可停止负压。对于涂层较厚及涂料透气性较差的情况,可适当增大负压及保持时间。


四:泡沫消失模铸造的禁忌:


消失模铸造浇注操作最忌讳的是断续浇注,这样容易造成铸件产生冷隔缺陷,即先浇入的金属液温度降低,导致与后浇注的金属液之间产生冷隔。另外,消失模铸造浇注系统多采用封闭式浇注系统,以保持浇注的平稳性。对此,浇口杯的形式与浇注操作是否平稳关系密切。浇注时应保持浇口杯内液面保持稳定,使浇注动压头平稳。


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