消失模铸造技术

消失模铸造技术

1简介编辑

消失模铸造工艺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。在浇注系统设计时，应考虑到这种工艺的特殊性，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，因此浇注系统设计必定与砂型铸造有一定的区别。在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。[1]

2铸件工艺编辑

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。为此，可将铸件以某种方式进行分类。针对中小铸件，可按铸件生产工艺特点进行分类，如表1所示。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。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。为此，在设计新铸件的工艺时，应根据铸件特征，参照同类铸件浇注系统特点有针对性地进行计算。

因为模型的存在，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。

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。

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却去负压。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。

3三个步骤编辑

铸造工序

白区、浇铸和最后清整工序。消失模铸造工人根据聚苯乙烯的发泡成型制造了“白区”这个词，并且，测得最终铸件质量80~90%取决于白区工序。白区工序过程是珠粒发泡、泡沫成型、组合成串、刷涂料、烘干。而整个技术的其它工序也很重要（事实上，浇铸一个消失模模样跟一个空腔铸型没有半点相似之处）。这篇文章重点在于介绍消失模白区工艺以及白区在制作高质量的大批量铸件中的作用。

为了清楚的说明消失模铸造中的泡沫成型部分，关于消失模铸造模具是如何制得的讨论是必须的。

模具设计

为了保证铸件既满足产品功能要求又能达到可铸和方便加工的要求，在零件设计人员，消失模铸造工作者和机械加工人员中实施并行工程是必须的。消失模铸造技术的真正价值是零件的设计可以比典型的用在型砂和金属模中的型芯更复杂。

机器加工步骤可以免去，并且整个零件可以被粘合以消除垫圈和/或联接紧固密封圈。如果产品客户和加工客户真正懂得消失模铸造配件给产品设计带来的价值，消失模铸件将得到更广泛的应用。

零件设计人员和模具设计人员进行同步设计时，三维电脑工作平台的使用是必须的，模具设计者可以把草图、拔模斜度、倒圆和缩放因素放入到零件设计中。当零件设计者改进图纸时，模具设计者可以开始设置分模线、融合线和必须的抽芯机构来制泡沫模型，模具壁厚和模具嵌块正确使用的重要性，透气塞和射料枪的合理布置是三个属性，不仅用于产品设计，也可用于模具设计。使用电脑“壁厚探测器”探测薄壁问题。

一个消失模模具的设计制造中心包含“普通模具库”的使用、这个“三维电子CAD库”存有消失模模具用到的所有普通硬件，消失模铸造模具设计者利用电子三维馆中储存的样品并使之适用于设计中的特殊零件。这“普通模具库”包含特定工程配件，一般商品（紧固件、定位器、汽缸、活块等），并且有超出模具设计的射料枪，射料枪安装夹板，汽室和绝缘装置，型芯抽出装置，限制开关等等。这个库中还包含所有的重要配合尺寸和被并入到泡沫模型店中的制模和粘合机器的工作参数。普通几何尺寸合公差也被收藏到这个库中，假如希望的话，快速变化模具可以被设计，包括蒸汽、水、电流、压缩空气、真空源等等。

如果真正的并行工程尝试被零件设计、模具设计者、模具操作者采用以及在铸造厂中浇铸成型，这个普通模具库就变得真的有价值，从过去的工作中可学得经验并存档到这个电子CAD库中，所以新的零件设计可以建立在这些取得的经验上。举个例子，当检测一个模具的故障，模具机器操作者发现不管他如何调整机器参数，总是不能把料填到模具中的特定区域中。这个模具的设计者被咨询后，作出了在问题区域添加一把射料枪或者添加透气孔的决定。于是，射料问题解决了。

当这个模具设计者研究了问题区域的几何结构，他制出了射料枪和透气孔的分布规则用于将来的模具设计。一份标准的设计清单、材料清单和过程清单可从这发展出来，这库引领着将来的零件设计。

4技术分类编辑

1、特种消失模铸造技术

消失模铸造技术（EPC或LFC）是用泡沫塑料制作成与零件结构和尺寸完全一样的实型模具，经浸涂耐火粘结涂料，烘干后进行干砂造型，振动紧实，然后浇入金属液使模样受热气化消失，而得到与模样形状一致的金属零件的铸造方法。

消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新技术，它不需要合箱取模，使用无粘结剂的干砂造型，减少了污染，被认为是21世纪最可能实现绿色铸造的工艺技术。

2、压力消失模铸造技术

压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合的铸造新技术，它是在带砂箱的压力灌中，浇注金属液使泡沫塑料气化消失后，迅速密封压力灌，并通入一定压力的气体，使金属液在压力下凝固结晶成型的铸造方法。这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷，提高铸件致密度，改善铸件力学性能。

3、真空低压消失模铸造技术

真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发展的一种新铸造技术。真空低压消失模铸造技术的特点是：综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优势，在可控的气压下完成充型过程，大大提高了合金的铸造充型能力；与压铸相比，设备投资小、铸件成本低、铸件可热处理强化；而与砂型铸造相比，铸件的精度高、表面粗糙度小、生产率高、性能好；反重力作用下，直浇口成为补缩短通道，浇注温度的损失小，液态合金在可控的压力下进行补缩凝固，合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密；真空低压消失模铸造的浇注温度低，适合于多种有色合金。

4、振动消失模铸造技术

振动消失模铸造技术是在消失模铸造过程中施加一定频率和振幅的振动，使铸件在振动场的作用下凝固，由于消失模铸造凝固过程中对金属溶液施加了一定时间振动，振动力使液相与固相间产生相对运动，而使枝晶破碎，增加液相内结晶核心，使铸件最终凝固组织细化、补缩提高，力学性能改善。该技术利用消失模铸造中现成的紧实振动台，通过振动电机产生的机械振动，使金属液在动力激励下生核，达到细化组织的目的，是一种操作简便、成本低廉、无环境污染的方法。

5、半固态消失模铸造技术

半固态消失模铸造技术是消失模铸造技术与半固态技术相结合的新铸造技术，由于该工艺的特点在于控制液固相的相对比例，也称转变控制半固态成形。该技术可以提高铸件致密度、减少偏析、提高尺寸精度和铸件性能。

6、消失模壳型铸造技术

消失模壳型铸造技术是熔模铸造技术与消失模铸造结合起来的新型铸造方法。该方法是将用发泡模具制作的与零件形状一样的泡沫塑料模样表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的泡沫塑料模样燃烧气化消失而制成型壳，经过焙烧，然后进行浇注，而获得较高尺寸精度铸件的一种新型精密铸造方法。它具有消失模铸造中的模样尺寸大、精密度高的特点，又有熔模精密铸造中结壳精度、强度等优点。与普通熔模铸造相比，其特点是泡沫塑料模料成本低廉，模样粘接组合方便，气化消失容易，克服了熔模铸造模料容易软化而引起的熔模变形的问题，可以生产较大尺寸的各种合金复杂铸件

7、消失模悬浮铸造技术