消失模铸造ppt
合集下载
消失模铸造1
2-4 造型与浇注
四、浇注工艺 1、浇注温度 消失模的浇注工艺比普通砂型铸造要复杂得多。 泡沫塑料的气化是吸热反应。
消失模铸造的浇注温度要高于普通铸造的浇注温度。铸铁件20－80 ℃ ， 铸钢件10－40 ℃ ，铸铝件50－80℃。 2、浇注速度 消失模铸造的浇注时间比普通铸造短15%-20%。防止塌箱、浇不足和冷隔。 适宜的浇注速度应使金属液在铸型内得上升速度接近泡沫塑料得气化速度。 3、负压（真空度） 负压的作用：固定干砂，防止铸型崩散和移动；加快排气；提高充型能力。 负压范围：铸铝50－100kPa，铸铁300－400 kPa，铸钢400－500 kPa 负压保持时间：t＝kM2 t－负压时间，min；M－铸件模数，cm
铸造企业到中小铸造企业，消失模铸造的应用范围正 在不断扩大。
2-1 概述
一、消失模铸造的工艺过程 把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模型放入砂箱，四周用
干砂或自硬砂充填紧实，浇注时高温金属液使泡沫塑料模型
热解“消失”，并占据模型所退出的空间，最终获得铸件的 方法。干砂造型消失模工艺过程：
预发泡
造型
发泡成形
1 、可发泡的聚苯乙烯EPS
消失模铸造用的聚苯乙烯珠粒是一种高发泡、硬质、闭孔结构的泡 沫塑料。分子结构是含碳92％，氢8％长链状分子。 对聚苯乙烯的基本要求： （1）发泡剂(戊烷)的合适含量：6.0%-6.5%（最少不得低于5％）。 发泡剂含量决定了泡沫塑料的密度，从而影响铸件的质量。模型 密度大是造成铸件许多缺陷的主要原因。
2-2
泡沫塑料模型
4、模型熟化 将二次发泡成形的模型放在50－70℃的烘干室内强制干 燥5－6h，快速完成模型熟化，使模型尺寸稳定。 5、模型粘结
复杂的铸件模型通常采用分片成形，然后粘结的方法制
特种铸造-消失模铸造
第二章 消失模铸造
第二章 消失模铸造
第二章 消失模铸造
2-2
泡沫塑料模型
4、模型熟化 将二次发泡成形的模型放在50－70℃的烘干室内强制干 燥5－6h，快速完成模型熟化，使模型尺寸稳定。 5、模型粘结
复杂的铸件模型通常采用分片成形，然后粘结的方法制
作。 粘结时要求粘结胶快干、初粘强度高。 模型工艺设计时要考虑到粘结负数。
4、造型
造型工序：放底砂、振动、刮平，形成约100mm厚的砂床；放模组；边填砂 边振动。
加砂方法：雨淋加砂和柔性管加砂。
加砂速度：保证充填与紧实同步进行，模型不发生变形。
第二章 消失模铸造 2-4 造型与浇注
二、树脂自硬砂（大件） 1、树脂：铸铁件：酸催化呋喃树脂自硬砂。 铸钢件：酚醛尿烷树脂 2、催化剂 芳基磺酸（对甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸等）、无 机酸（磷酸、硫酸乙脂等）。 3、偶联剂：硅烷。提高树脂砂的强度、热稳定性和抗吸湿性。 4、原砂：硅砂， SiO2含量90％－95％，含泥量<0.2％，粒度以70 号筛为中心，上下3－4个筛号，灼烧减量0.25%-0.5%，酸耗值<5％。 5、混砂工艺：砂中先加催化剂搅拌，再加树脂搅拌出砂。顺序不可 颠倒，搅拌时间不可过长，一般通过实验确定。
二、涂料的基本组成
1、耐火材料：铸钢件：刚玉、锆砂、氧化镁； 铸铁件：硅砂、铝矾土、 高岭石熟料；
铝合金件：硅藻土、滑石粉等。
还要考虑耐火材料的粒度分布，保证涂料的透气性。
第二章 消失模铸造
2-3 涂料
2、粘结剂
合理选用有机和无机2类粘结剂。
有机粘结剂：亲水型：糊精、糖浆废液、纸浆废液、酚醛树脂、聚乙烯 醇 （PVA）等。 憎水型：松香、沥青、植物油、硅酸乙脂等。 无机粘结剂：亲水型：粘土、膨润土、水玻璃、硅溶胶、聚合氯化铝等。 憎水型：有机膨润土。 3、溶剂 较多使用水基膏状涂料。
消失模铸造 ppt课件
资源丰富、易加工、较高的抗压强度。
• 缺点：易使铸件产生增碳缺陷。
• 应用：铝合金、灰铁及普通碳钢件。
• EPMMA的特点： • 优点： • 非挥发残留物极少，铸件不易产生增碳缺陷； • 模样的尺寸稳定性比EPS好。 • 缺点：发气量较大；价格昂贵；同密度的刚
度不如EPS模料。 • 应用：铸铁、低碳钢、不锈钢件。
第二章
消失模铸造
• 定义：消失模铸造（Lost Foam
Casting）又称气化模铸造（Evaporative Pattern Casting）或实型铸造（Full Mold Casting）。它是采用泡沫塑料模样代替普 通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样 、直接浇入金属液，在高温金属液的作用 下，模样受热气化、燃烧而消失，金属液 取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置， 冷却凝固后即获得所需的铸件。
• 悬浮剂：钠基膨润土或活化膨润土、粘土、CMC、 聚乙烯醇、糖浆、木质素磺酸钙；PVB、有机改 性膨润土、钠基膨润土或锂基膨润土等。
缸体的整体制模与缸套镶嵌工艺
图7-14 消失模模样组装实例
• 复杂分片：对复杂泡沫模样往往要借助计 算机三维设计进行多个模块的曲面分片。 各模片在粘接时，借用粘接胎膜完成模片 的曲面精确粘接。
• 模片的粘接设计 • 泡沫模片胶粘剂分为两大类：热熔胶和冷
粘胶。粘合方式有手工粘接和机械胶合两 种。
图4 美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分：
①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造
2. 根据浇注条件分： ①普通消失模铸造
②负压消失模铸造
• 缺点：易使铸件产生增碳缺陷。
• 应用：铝合金、灰铁及普通碳钢件。
• EPMMA的特点： • 优点： • 非挥发残留物极少，铸件不易产生增碳缺陷； • 模样的尺寸稳定性比EPS好。 • 缺点：发气量较大；价格昂贵；同密度的刚
度不如EPS模料。 • 应用：铸铁、低碳钢、不锈钢件。
第二章
消失模铸造
• 定义：消失模铸造（Lost Foam
Casting）又称气化模铸造（Evaporative Pattern Casting）或实型铸造（Full Mold Casting）。它是采用泡沫塑料模样代替普 通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样 、直接浇入金属液，在高温金属液的作用 下，模样受热气化、燃烧而消失，金属液 取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置， 冷却凝固后即获得所需的铸件。
• 悬浮剂：钠基膨润土或活化膨润土、粘土、CMC、 聚乙烯醇、糖浆、木质素磺酸钙；PVB、有机改 性膨润土、钠基膨润土或锂基膨润土等。
缸体的整体制模与缸套镶嵌工艺
图7-14 消失模模样组装实例
• 复杂分片：对复杂泡沫模样往往要借助计 算机三维设计进行多个模块的曲面分片。 各模片在粘接时，借用粘接胎膜完成模片 的曲面精确粘接。
• 模片的粘接设计 • 泡沫模片胶粘剂分为两大类：热熔胶和冷
粘胶。粘合方式有手工粘接和机械胶合两 种。
图4 美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分：
①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造
2. 根据浇注条件分： ①普通消失模铸造
②负压消失模铸造
消失模铸造工艺设计ppt课件-14页文档资料
谢谢你的阅读
知识就是财富 丰富你的人生
（4）制模：制模在制模机上进行，将熟化后的聚苯乙烯 珠粒用压缩空气发送到模具内，通入蒸汽使其软化膨 胀，珠粒间受热融合，黏结成型，模具冷却后开模， 取出模样。
（5）组模：将制成的模样与切割的浇道、浇口等粘接在 一起，形成浇注模。
填砂
填充的干砂温度不能高于50℃，特别是经过使 用后的干砂，必须经过冷却处理，与新砂混合 后才能使用。 泡沫塑料模样放入砂箱前，需在砂箱底部预先 放入一层底砂，经振实、挂平，其厚度一般为 100mm左右，再将上好涂料的模样组（带有 浇、冒口）放在上面，边填砂，边紧实。干砂 的充填和紧实过程必须保证干砂能充填到模型 内部的空腔，并具有足够高的紧实密度，在浇 注过程中起支撑作用。
消失模铸造工艺流程图
制模工艺
• 目前，消失模模样所用的原材料主要有可发泡聚 苯乙烯（EPS）、可发泡聚甲基丙烯酸甲酯 (EPMMA)、苯乙烯和甲基丙烯酸甲醋的共聚物 （STMMA）等。EPS模样发气量 低，残留物量少， 密度小、气化迅速、价格适中等优点，但EPS模样 容易引起铸铁件表面产生光亮碳缺陷和使铸钢件 表面增碳，而采用EPMMA模样对解决增碳、皱皮、 黑渣等缺陷非常有效，但是， EPMMA的发气量大， 约是EPS的1.5倍。STMMA是苯乙烯和甲基丙烯酸甲 醋的共聚物，兼有前两者的优点。
消失模工艺简介：
• 消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸 件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成 模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在 干石英砂中振动造型，在负压下浇注， 使模型气化，液体金属占据模型位置， 凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
消失模铸造工艺流程为：
1）制作泡塑气化模； 2）组合浇注系统； 3）气化模表面刷、喷特制耐火涂料并烘干； 4）将特制隔层砂箱置于振动工作台上； 5）填入底砂（干砂）振实，刮平； 6）将烘干的气化模放于底砂上，填满干砂，微振适当时间 刮平箱口； （填沙） 7）用塑料薄膜覆盖，放上浇口杯，接真空系统抽真空，干 砂紧固成型后，进行浇注，气化模气化消失，金属液取代其 位置； （浇注） 8）释放真空，待铸件冷凝后翻箱，从松散的砂中取出铸件。
金属精密液态成形技术-第5章消失模铸造
➢ 2007年消失模铸件产量为64.8万吨，居世界第 1位。（其中黑色金属铸件占99.5%，铝合金铸 件占0.5%）。
➢ 2011年消失模铸件产量为150万吨。
➢ 产品主要有汽车配件、工程机械、管件和耐磨 耐热铸件。
➢ 其中铸铁件约占87％； ➢ 铸钢件占12％左右； ➢ 铝铸件不足1％。
➢ 目前我国已形成约95％以上采用国产原辅材料、 国产设备、国内技术为主的生产局面，在短短 十年内EPC厂点已超过百家，其中产量近5年内 平均以20％的比例增加，已形成了一批产量大、 质量好的骨干工厂。
缺点
➢ 实体模样带来的铸件内部质量问题 ➢ 尺寸大的模样较易变形 ➢ 要求产品有相当的批量
5.1.4什么样的零件可选用消失模铸造工艺
（1）美国资料推荐
➢ 大批量生产的零件（10,000件/年以上）。 ➢ 复杂零件（使用2个以上砂芯，尤其是复杂内
腔的铸件，如缸体、缸盖），当然复杂件更有 利，但相应带来技术上的难度也较大。 ➢ 可将分开制造的零件组合起来，成为一个整体 零件进行生产。 ➢ 可代替部分精铸件、压铸件。
（4）模型形状灵活：EPS模型可以是整体的， 也可以是分块制作后胶合成一体，其形状不受限 制，可以做很复杂的铸件。
5.1.3消失模铸造的优缺点
优点
➢ 铸件精度较高(Ra6.3～12.5μm，CT5～CT7) ➢ 无需取模、无分型面、无砂芯 ➢ 工序简单、生产效率高 ➢ 设计自由度大 ➢ 清洁生产 ➢ 投资少、成本低 ➢ 工人劳动强度低、技术熟练程度要求低
➢ 但我们远非铸造强国，其铸件质量和技术管理 水平是今后发展的关键，在EPC生产方面尤为 突出。
5.1.2工艺过程与工艺特征 （1）工艺过程
珠粒
蒸汽
预发泡
➢ 2011年消失模铸件产量为150万吨。
➢ 产品主要有汽车配件、工程机械、管件和耐磨 耐热铸件。
➢ 其中铸铁件约占87％； ➢ 铸钢件占12％左右； ➢ 铝铸件不足1％。
➢ 目前我国已形成约95％以上采用国产原辅材料、 国产设备、国内技术为主的生产局面，在短短 十年内EPC厂点已超过百家，其中产量近5年内 平均以20％的比例增加，已形成了一批产量大、 质量好的骨干工厂。
缺点
➢ 实体模样带来的铸件内部质量问题 ➢ 尺寸大的模样较易变形 ➢ 要求产品有相当的批量
5.1.4什么样的零件可选用消失模铸造工艺
（1）美国资料推荐
➢ 大批量生产的零件（10,000件/年以上）。 ➢ 复杂零件（使用2个以上砂芯，尤其是复杂内
腔的铸件，如缸体、缸盖），当然复杂件更有 利，但相应带来技术上的难度也较大。 ➢ 可将分开制造的零件组合起来，成为一个整体 零件进行生产。 ➢ 可代替部分精铸件、压铸件。
（4）模型形状灵活：EPS模型可以是整体的， 也可以是分块制作后胶合成一体，其形状不受限 制，可以做很复杂的铸件。
5.1.3消失模铸造的优缺点
优点
➢ 铸件精度较高(Ra6.3～12.5μm，CT5～CT7) ➢ 无需取模、无分型面、无砂芯 ➢ 工序简单、生产效率高 ➢ 设计自由度大 ➢ 清洁生产 ➢ 投资少、成本低 ➢ 工人劳动强度低、技术熟练程度要求低
➢ 但我们远非铸造强国，其铸件质量和技术管理 水平是今后发展的关键，在EPC生产方面尤为 突出。
5.1.2工艺过程与工艺特征 （1）工艺过程
珠粒
蒸汽
预发泡
消失模铸造简介PPT文档共84页
谢谢！
84
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
ห้องสมุดไป่ตู้
▪
消失模铸造简介
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
《消失模铸造简介》课件
清理处理
对铸件表面进行清理，去除多余的砂粒和杂物，进行后续加 工处理。
03
消失模铸造材料选择
铸铁
灰铸铁
具有良好的铸造性能和切削加工性能 ，广泛应用于汽车、拖拉机、机床等 机械制造业。
球墨铸铁
具有较高的强度和塑性，适用于制造 受力较复杂、要求承受冲击、耐磨损 的零件。
铸钢
碳素铸钢
具有良好的韧性和塑性，适用于制造要求承受较大载荷和冲击的零件。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，消失模铸造工艺 将更加成熟，生产效率更高，成本更低
。
智能化发展
随着智能化技术的不断发展，消失模 铸造工艺将逐步实现智能化生产，提
高生产效率和产品质量。
环保要求提高
随着环保要求的不断提高，消失模铸 造工艺将更加注重环保方面的研究和 改进。
应用领域拓展
随着消失模铸造工艺的不断完善和应 用领域的拓展，该工艺将在更多领域 得到应用和推广。
优势分析
高效节能
消失模铸造工艺能够显 著提高生产效率，减少 能源消耗，降低生产成
本。
轻量化设计
由于该工艺能够实现近 净成形，因此可以减少 后续加工量，降统铸造方法难以 实现的复杂结构，提高
产品性能。
环保
该工艺减少了废砂、废 渣的产生，降低了对环
境的污染。
由于塑料泡沫模型在高温下气化消失，不 会对金属零件产生任何残留，因此可以获 得高精度的金属零件。
适用范围广
低成本
消失模铸造技术可以应用于各种金属材料 ，如铸铁、铸钢、铝合金等，适用于生产 各种复杂形状的金属零件。
消失模铸造技术可以大幅度减少材料浪费 和加工成本，提高了经济效益。
消失模铸造的应用领域
对铸件表面进行清理，去除多余的砂粒和杂物，进行后续加 工处理。
03
消失模铸造材料选择
铸铁
灰铸铁
具有良好的铸造性能和切削加工性能 ，广泛应用于汽车、拖拉机、机床等 机械制造业。
球墨铸铁
具有较高的强度和塑性，适用于制造 受力较复杂、要求承受冲击、耐磨损 的零件。
铸钢
碳素铸钢
具有良好的韧性和塑性，适用于制造要求承受较大载荷和冲击的零件。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，消失模铸造工艺 将更加成熟，生产效率更高，成本更低
。
智能化发展
随着智能化技术的不断发展，消失模 铸造工艺将逐步实现智能化生产，提
高生产效率和产品质量。
环保要求提高
随着环保要求的不断提高，消失模铸 造工艺将更加注重环保方面的研究和 改进。
应用领域拓展
随着消失模铸造工艺的不断完善和应 用领域的拓展，该工艺将在更多领域 得到应用和推广。
优势分析
高效节能
消失模铸造工艺能够显 著提高生产效率，减少 能源消耗，降低生产成
本。
轻量化设计
由于该工艺能够实现近 净成形，因此可以减少 后续加工量，降统铸造方法难以 实现的复杂结构，提高
产品性能。
环保
该工艺减少了废砂、废 渣的产生，降低了对环
境的污染。
由于塑料泡沫模型在高温下气化消失，不 会对金属零件产生任何残留，因此可以获 得高精度的金属零件。
适用范围广
低成本
消失模铸造技术可以应用于各种金属材料 ，如铸铁、铸钢、铝合金等，适用于生产 各种复杂形状的金属零件。
消失模铸造技术可以大幅度减少材料浪费 和加工成本，提高了经济效益。
消失模铸造的应用领域
第2章消失模铸造
第二章
消失模铸造
• 定义：消失模铸造（Lost Foam
Casting）又称气化模铸造（Evaporative Pattern Casting）或实型铸造（Full Mold Casting）。它是采用泡沫塑料模样代替普 通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样 、直接浇入金属液，在高温金属液的作用 下，模样受热气化、燃烧而消失，金属液 取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置， 冷却凝固后即获得所需的铸件。
• 1968年，德国人E.KRYZMOWSKI在砂箱内抽成负 压进行浇注,取得了专利，即现在的消失模铸造。 • 1982年美国首先公开了世界上第一条生产复杂铝铸 件的消失模铸造生产线。至此，消失模铸造作为一 种全新的铸造工艺方法被应用于生产。 • 1990年美国通用汽车公司在Saturu建立了一个年产 5.5万吨的新铸造厂，其中有三条全自动的消失模铸 造生产线，生产铝合金四缸缸体、缸盖和珠光体球 铁曲轴及两种型号的差速器壳体。
图4
美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分： ①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造 2. 根据浇注条件分： ①普通消失模铸造 ②负压消失模铸造
消失模铸造的工艺过程示意图
图7-15 消失模铸造工艺示意图 1-干砂或旧砂；2-密封塑料薄膜；3，14-干砂或自硬砂；4-冒口；5-模样；6-抽气室； 7-抽气管；8-浇口杯；9-直浇道；10-横浇道；11-有底砂箱；12-金属丝网 13-多孔隔板
消失模铸造与其他铸造方法的主要区别在于 它所特有的白区与黑区部分。白区指制模工部和模 型组合及涂料烘干工部；黑区指造型浇注工部。 白模制作的工艺流程
消失模铸造
• 定义：消失模铸造（Lost Foam
Casting）又称气化模铸造（Evaporative Pattern Casting）或实型铸造（Full Mold Casting）。它是采用泡沫塑料模样代替普 通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样 、直接浇入金属液，在高温金属液的作用 下，模样受热气化、燃烧而消失，金属液 取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置， 冷却凝固后即获得所需的铸件。
• 1968年，德国人E.KRYZMOWSKI在砂箱内抽成负 压进行浇注,取得了专利，即现在的消失模铸造。 • 1982年美国首先公开了世界上第一条生产复杂铝铸 件的消失模铸造生产线。至此，消失模铸造作为一 种全新的铸造工艺方法被应用于生产。 • 1990年美国通用汽车公司在Saturu建立了一个年产 5.5万吨的新铸造厂，其中有三条全自动的消失模铸 造生产线，生产铝合金四缸缸体、缸盖和珠光体球 铁曲轴及两种型号的差速器壳体。
图4
美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分： ①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造 2. 根据浇注条件分： ①普通消失模铸造 ②负压消失模铸造
消失模铸造的工艺过程示意图
图7-15 消失模铸造工艺示意图 1-干砂或旧砂；2-密封塑料薄膜；3，14-干砂或自硬砂；4-冒口；5-模样；6-抽气室； 7-抽气管；8-浇口杯；9-直浇道；10-横浇道；11-有底砂箱；12-金属丝网 13-多孔隔板
消失模铸造与其他铸造方法的主要区别在于 它所特有的白区与黑区部分。白区指制模工部和模 型组合及涂料烘干工部；黑区指造型浇注工部。 白模制作的工艺流程
消失模铸造
一种常见的三维振实台
（4）真空下浇注
型砂紧实后的浇注通常在 真空下进行。抽真空的目的是将砂箱内砂粒 间的空气抽走，使密封的砂箱内部处于负压 状态，因此砂箱内部与外部产生一定的压差。 在此压差的作用下，砂箱内松散流动的干砂 粒可变成紧实坚硬的铸型，具有足够高的抵 抗液态金属作用的压缩强度、剪切强度。抽 真空的另一个作用是可以强化金属液浇注时 泡沫塑料模汽化后气体的排出效果，避免或 减少铸件的气孔、夹渣等缺陷。
珠粒预发、模样成形及组装照片
泡沫塑料模样的材料种类及性能（密度、强度、发气量等）对消 失模铸件的质量具有重大影响。泡沫塑料的种类很多，但能用于 消失模铸造工艺的泡沫塑料种类却较少，目前常用于消失模铸造 工艺的泡沫塑料及其特性如表所示。
名称 英文缩写 强度 发气量 主要热解产物 价格 应用情 况
聚苯乙烯
EPS
较大
较少
分子量较大的毒性芳香烃气体较多、单质碳较多
便宜
广泛
聚甲基丙 烯酸甲酯
PMMA
较小
大
小分子气体较多、单质碳较少
较贵
较广泛
共聚物
EPSPMMA
较小
较大
小分子气体较多、单质碳较少
较贵
较广泛
较理想的泡沫塑料模样材料应具有如下性能
特点：成形性好、密度小、刚性高、具有一 定的强度；较好的机械加工性能，加工时不 易脱珠粒、加工表面光洁；汽化温度较低， 受热作用分解汽化速度快；被液态金属热作 用生成的残留物少、发气量小，且对人体无 害等。
（2）雨淋式加砂
在模样放入砂箱内紧实之 前，砂箱的底部要填入一定厚度的型砂作为 放置模样的砂床（砂床的厚度一般约为 100mm)。然后放入模样，再边加砂、边振动 紧实，直至填满砂箱、紧实完毕。为了避免 加砂过程中因砂粒的冲击使模样变形，由砂 斗向砂箱内加砂常采用柔性管加砂、雨淋式 加砂两种方法。前者是用柔性管与砂斗相接， 人工移动柔性管陆续向砂箱内各部分加砂， 可人为地控制砂粒的落高，避免损坏模样涂 层；后者是砂粒通过砂箱上方的筛网或多管 孔雨淋式加入。雨淋式加砂均匀、对模样的 冲击较小，是生产中常用的加砂方法。
第2章消失模铸造(课堂PPT)
用
1.应用的铸件合金种类 铝合金、特种铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、 特种铸钢、普通碳钢、低碳钢及不锈钢。
2.应用成功典型铸件 （1）抗磨铸件－磨球、衬板、锤头
13
高铬铸铁衬板
磨球
14
• （2）耐热铸件
高铬镍耐热耐蚀合金料框 高铬耐热耐磨铸件炉篦子
• 1956年美国人H.F.SHOYER开始了将聚苯乙烯泡 沫塑料用于铸造的试验 ；1958年以专利的形式公 布于众，当时称之为“无型腔铸造”。1962年西 德从美国引进专利，消失模铸造法才开始被开发， 并在工业上得到应用。 1964年美国的T.R.SMITH发表了使用无粘结剂干 砂造型生产消失模铸件的专利。到了1967年,采用 普通粘土砂和自硬砂的消失模铸造法获得了成功。
5.采用无任何粘结剂的干砂造型，消除了水、粘结剂和附加物 带来的铸造缺陷。
6.易于实现机械化、自动化生产，由于工序的减少和必需设备 的简化，使投资减少。
7.节材、节能，旧砂回用率可达95%以上，不需要像粘土砂生 产线那样的砂处理成套设备。
8.铸件成本可降低10%～40%（铸钢件成本可降低40%左右，铸
15
烟台宏源特种铸造厂生产的耐热钢铸件
16
• （3）其他特型铸件
17
18
19
20
图4 美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
21
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
22
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分：
①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造
消失模铸造与其他铸造方法的主要区别在于
它所特有的白区与黑区部分。白区指制模工部和模 型组合及涂料烘干工部；黑区指造型浇注工部。
1.应用的铸件合金种类 铝合金、特种铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、 特种铸钢、普通碳钢、低碳钢及不锈钢。
2.应用成功典型铸件 （1）抗磨铸件－磨球、衬板、锤头
13
高铬铸铁衬板
磨球
14
• （2）耐热铸件
高铬镍耐热耐蚀合金料框 高铬耐热耐磨铸件炉篦子
• 1956年美国人H.F.SHOYER开始了将聚苯乙烯泡 沫塑料用于铸造的试验 ；1958年以专利的形式公 布于众，当时称之为“无型腔铸造”。1962年西 德从美国引进专利，消失模铸造法才开始被开发， 并在工业上得到应用。 1964年美国的T.R.SMITH发表了使用无粘结剂干 砂造型生产消失模铸件的专利。到了1967年,采用 普通粘土砂和自硬砂的消失模铸造法获得了成功。
5.采用无任何粘结剂的干砂造型，消除了水、粘结剂和附加物 带来的铸造缺陷。
6.易于实现机械化、自动化生产，由于工序的减少和必需设备 的简化，使投资减少。
7.节材、节能，旧砂回用率可达95%以上，不需要像粘土砂生 产线那样的砂处理成套设备。
8.铸件成本可降低10%～40%（铸钢件成本可降低40%左右，铸
15
烟台宏源特种铸造厂生产的耐热钢铸件
16
• （3）其他特型铸件
17
18
19
20
图4 美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
21
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
22
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分：
①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造
消失模铸造与其他铸造方法的主要区别在于
它所特有的白区与黑区部分。白区指制模工部和模 型组合及涂料烘干工部；黑区指造型浇注工部。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.采用无任何粘结剂的干砂造型，消除了水、粘结剂和附加物 带来的铸造缺陷。
6.易于实现机械化、自动化生产，由于工序的减少和必需设备 的简化，使投资减少。
7.节材、节能，旧砂回用率可达95%以上，不需要像粘土砂生 产线那样的砂处理成套设备。
8.铸件成本可降低10%～40%（铸钢件成本可降低40%左右，铸 铁件可降低10～20%左右）。
2.1 北美和欧洲在消失模铸造研究上的三大热点 2.1.1 热点之一:减轻或消除消失模铝合金铸造缺陷
近年来，国外许多专家一直致力于研究关于如何消除消失模 铸造铝合金铸件最头疼的难题——碳夹杂冷隔缺陷。许多研 究者从以下不同的角度来探讨如何消除碳夹杂冷隔缺陷:
①通过如何提高铝合金流动性来减少碳夹杂冷隔缺陷; ②通过提高涂层渗透能力,使涂层及时排出金属前沿分解的泡
沫塑料液态产物而获得合格铝铸件; ③铸造企业采用了很多工艺方法将碳夹杂物移到非重要部位,
或通过改变浇注口位置、调整模样在砂箱中的位置、或在金 属浇注时抽真空来减轻碳夹杂物; ④美国Mercury Marine公司则采取在砂箱内加压的新技术,有 效地解决了冷隔和缩松缺陷,提高了铸铝件气密性（图1）。
落砂
图1 消失模铸造 工艺过程图
早在1958年，美国人H.F.Shroyer就发明了 实型铸造（即FM法），并随后将其应用在工 业生产当中，为消失模铸造的产生奠定了基 础。
1971年日本秋田株式会社和长野县工业试 验所发明的真空密封造型法（即V法），更是 推动了消失模铸造技术的产生。
80年代初英国铸钢研究与商业协会（SCRAA） 将这两种方法结合起来，研究成功了消失模 铸造法(EPC) ，并将其命名为Replicast法， 也称作气化模铸造法。
1.消失模铸造简介 2.国外消失模铸造现状及发展趋势 3.国内消失模铸造现状和发展趋势 4.我国消失模铸造水平与国外的比较
1、消失模铸造工艺发展趋势 2、消失模涂料对铸件缺陷影响的研究和应用
1．消失模铸造简介 消失模工艺流程： 泡沫塑料珠粒 预发泡
涂刷涂料
造型（填砂）
浇注
模样成形发泡 模样组合（粘接）
图2 美国Mercury Marine公司消失模车间自动化生产线
2.1.2 热点之二: 发泡模具及白区制模技术
目前欧美国家消失模铸造企业的另一个研究 热点就是发泡模具及白区制模技术。其中比较 有价值的研究内容有:普及发泡模具的 CAD/CAE/CAM技术,缸体和缸盖的分块技术,以及 多块模片的粘接工艺等。
②对发泡模具温度场模拟,用以指导模具壁厚和进排气设计；
③模拟消失模铸造过程,即同时展现泡沫模消失过程和金属 液充填过程,
④用数控直接加工出泡沫原型的方法,再用消失模铸造工艺 快速提供铸件样件;
⑤开发多种采用快速制模的方法,缩短发泡模具的开模周期。
2.2 北美和欧洲消失模铸造企业的基本情况
美国、德国和意大利等发达国家是在几个汽车集团的
作为“二十一世纪的铸造技术”，消失模铸造与普 通砂型铸造法比较，有如下优点：
1.简化了模型，无需起模。
2.铸件尺寸精度和表面光洁度显著提高。
3.简化了工艺，填砂的过程就是造型的过程，使劳动强度和劳 动条件大幅度的改善，相同产量的情况下，对工人的技术熟 练程度要求降低。
4.带有孔或者内腔的铸件不需要下芯。
图3 美国Mercury Marine公司消失模铸件产品及模样
2.1.3 热点之三:消失模铸造CAE和快速成型技 术 将先进的CAE分析软件和快速制造技术用于消失模铸造
已成为趋势。欧美国家消失模铸造企业目前主要的研究领域 涉及以下几个方面:
①对复杂铸件如缸盖的发泡模具,用计算机动态模拟泡沫珠 粒充填模腔的过程,用模拟结果指导射料枪的安放位置和排 气塞的布局;
80年代初这种方法开始应用于工业生产。1982年 福特汽车公司在Essex工厂建成了一套年产2.5万只铝 合金进气歧管的EPC中间试验装置获得成功，紧接着 于1984年耗资1100万美元建立了占地10万m2、生产能 力180型/h、年产100 万只铝合金进气歧管的高度自 动化生产线。
1990年通用汽车公司在Saturn建成年产铸件5.5 万吨(24万辆轿车)10万m2的新铸造厂。
国外先进设备和技术。
我省最早的消失模铸件生产厂是临沂铁合金厂，主要生产
磨球，年产量约10000吨，规模最大的是山东工程机械厂，年产
量约16000吨，其次是荣成漄西铸造厂，主要生产拖拉机铸铁油
泵体，年产量也在万吨左右；日照五莲开元铸造有限公司，年
产量约10000吨，主要生产箱体类铸件。近几年来，我省又有若
1991年，意大利菲亚特公司在都灵建成当时欧洲 规模最大的EPC车间4400m2，年产铸铁件5000～15000 吨，60～120型/h，自动化程度非常高，全车间仅22 人。
在世界潮流的影响下，90年代初,我国的EPC技术也有了较
快的发展，一大批工厂利用国产设备和技术建成了年产几百吨
至几千吨铸件的简易型生产线.也有少数工厂投入较大资金引进
干中小厂相继建立了一批小批量生产的消失模生产车间，年产
量在1000～5000吨不等。据不完全统计，我省大大小小的消失
模铸造生产企业已有80多家，生产各种材质的铸件。
2. 国外消失模铸造现状及发展趋势
进入21世纪后,北美和欧洲的消失模铸 造技术发展和工业应用情况如何? 北美和 欧洲的学者还在做消失模铸造的基础研究 吗?下面介绍一下目前北美和欧洲在消失模 铸造研究上的三大热点，以及北美和与下,致力于消失模铸造研究,经历了较长的技术积
累,已进入大批量生产铝合金和黑色合金铸件的技术成熟期。
消失模铸造技术
消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺 寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模 型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英 砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化， 液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸 件的新型铸造方法。
第一部分 消失模铸造技术特征、工艺
特征及行业发展趋势
1.技术特征 2.发展历史 3.主要应用 4.生产线 5.类型 6.布局原则
6.易于实现机械化、自动化生产，由于工序的减少和必需设备 的简化，使投资减少。
7.节材、节能，旧砂回用率可达95%以上，不需要像粘土砂生 产线那样的砂处理成套设备。
8.铸件成本可降低10%～40%（铸钢件成本可降低40%左右，铸 铁件可降低10～20%左右）。
2.1 北美和欧洲在消失模铸造研究上的三大热点 2.1.1 热点之一:减轻或消除消失模铝合金铸造缺陷
近年来，国外许多专家一直致力于研究关于如何消除消失模 铸造铝合金铸件最头疼的难题——碳夹杂冷隔缺陷。许多研 究者从以下不同的角度来探讨如何消除碳夹杂冷隔缺陷:
①通过如何提高铝合金流动性来减少碳夹杂冷隔缺陷; ②通过提高涂层渗透能力,使涂层及时排出金属前沿分解的泡
沫塑料液态产物而获得合格铝铸件; ③铸造企业采用了很多工艺方法将碳夹杂物移到非重要部位,
或通过改变浇注口位置、调整模样在砂箱中的位置、或在金 属浇注时抽真空来减轻碳夹杂物; ④美国Mercury Marine公司则采取在砂箱内加压的新技术,有 效地解决了冷隔和缩松缺陷,提高了铸铝件气密性（图1）。
落砂
图1 消失模铸造 工艺过程图
早在1958年，美国人H.F.Shroyer就发明了 实型铸造（即FM法），并随后将其应用在工 业生产当中，为消失模铸造的产生奠定了基 础。
1971年日本秋田株式会社和长野县工业试 验所发明的真空密封造型法（即V法），更是 推动了消失模铸造技术的产生。
80年代初英国铸钢研究与商业协会（SCRAA） 将这两种方法结合起来，研究成功了消失模 铸造法(EPC) ，并将其命名为Replicast法， 也称作气化模铸造法。
1.消失模铸造简介 2.国外消失模铸造现状及发展趋势 3.国内消失模铸造现状和发展趋势 4.我国消失模铸造水平与国外的比较
1、消失模铸造工艺发展趋势 2、消失模涂料对铸件缺陷影响的研究和应用
1．消失模铸造简介 消失模工艺流程： 泡沫塑料珠粒 预发泡
涂刷涂料
造型（填砂）
浇注
模样成形发泡 模样组合（粘接）
图2 美国Mercury Marine公司消失模车间自动化生产线
2.1.2 热点之二: 发泡模具及白区制模技术
目前欧美国家消失模铸造企业的另一个研究 热点就是发泡模具及白区制模技术。其中比较 有价值的研究内容有:普及发泡模具的 CAD/CAE/CAM技术,缸体和缸盖的分块技术,以及 多块模片的粘接工艺等。
②对发泡模具温度场模拟,用以指导模具壁厚和进排气设计；
③模拟消失模铸造过程,即同时展现泡沫模消失过程和金属 液充填过程,
④用数控直接加工出泡沫原型的方法,再用消失模铸造工艺 快速提供铸件样件;
⑤开发多种采用快速制模的方法,缩短发泡模具的开模周期。
2.2 北美和欧洲消失模铸造企业的基本情况
美国、德国和意大利等发达国家是在几个汽车集团的
作为“二十一世纪的铸造技术”，消失模铸造与普 通砂型铸造法比较，有如下优点：
1.简化了模型，无需起模。
2.铸件尺寸精度和表面光洁度显著提高。
3.简化了工艺，填砂的过程就是造型的过程，使劳动强度和劳 动条件大幅度的改善，相同产量的情况下，对工人的技术熟 练程度要求降低。
4.带有孔或者内腔的铸件不需要下芯。
图3 美国Mercury Marine公司消失模铸件产品及模样
2.1.3 热点之三:消失模铸造CAE和快速成型技 术 将先进的CAE分析软件和快速制造技术用于消失模铸造
已成为趋势。欧美国家消失模铸造企业目前主要的研究领域 涉及以下几个方面:
①对复杂铸件如缸盖的发泡模具,用计算机动态模拟泡沫珠 粒充填模腔的过程,用模拟结果指导射料枪的安放位置和排 气塞的布局;
80年代初这种方法开始应用于工业生产。1982年 福特汽车公司在Essex工厂建成了一套年产2.5万只铝 合金进气歧管的EPC中间试验装置获得成功，紧接着 于1984年耗资1100万美元建立了占地10万m2、生产能 力180型/h、年产100 万只铝合金进气歧管的高度自 动化生产线。
1990年通用汽车公司在Saturn建成年产铸件5.5 万吨(24万辆轿车)10万m2的新铸造厂。
国外先进设备和技术。
我省最早的消失模铸件生产厂是临沂铁合金厂，主要生产
磨球，年产量约10000吨，规模最大的是山东工程机械厂，年产
量约16000吨，其次是荣成漄西铸造厂，主要生产拖拉机铸铁油
泵体，年产量也在万吨左右；日照五莲开元铸造有限公司，年
产量约10000吨，主要生产箱体类铸件。近几年来，我省又有若
1991年，意大利菲亚特公司在都灵建成当时欧洲 规模最大的EPC车间4400m2，年产铸铁件5000～15000 吨，60～120型/h，自动化程度非常高，全车间仅22 人。
在世界潮流的影响下，90年代初,我国的EPC技术也有了较
快的发展，一大批工厂利用国产设备和技术建成了年产几百吨
至几千吨铸件的简易型生产线.也有少数工厂投入较大资金引进
干中小厂相继建立了一批小批量生产的消失模生产车间，年产
量在1000～5000吨不等。据不完全统计，我省大大小小的消失
模铸造生产企业已有80多家，生产各种材质的铸件。
2. 国外消失模铸造现状及发展趋势
进入21世纪后,北美和欧洲的消失模铸 造技术发展和工业应用情况如何? 北美和 欧洲的学者还在做消失模铸造的基础研究 吗?下面介绍一下目前北美和欧洲在消失模 铸造研究上的三大热点，以及北美和与下,致力于消失模铸造研究,经历了较长的技术积
累,已进入大批量生产铝合金和黑色合金铸件的技术成熟期。
消失模铸造技术
消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺 寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模 型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英 砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化， 液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸 件的新型铸造方法。
第一部分 消失模铸造技术特征、工艺
特征及行业发展趋势
1.技术特征 2.发展历史 3.主要应用 4.生产线 5.类型 6.布局原则