消失模铸造工艺论文

机械制造系消失模铸造工艺论文

北京电子科技职业学院

Beijing Electronic Science and Technology Vocational College

先进制造技术（论文）

设计题目消失模铸造工艺

学院机械工程学院

系部机械制造系

专业机械制造及自动化

班级11机械制造2班

姓名韩立阳石丽红王亚丽

指导教师龚老师

2013年 10月

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机械制造系消失模铸造工艺论文

消失模铸造工艺

一摘要

“消失模铸造”又称“气化模造型”、“泡沫聚苯乙烯塑料模铸造”“实型铸造”或“无型腔铸造”等。这种铸造方法的实质是采用泡沫聚苯乙烯塑料代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液体金属的热作用下，泡沫塑料模气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件。本文由浅入深，图文并茂，对消失模铸造工艺进行了全面的讲述，目的是紧跟国内外研究现状及发展趋势，结合我国国内企业的具体情况，不断完善消失模铸造工艺，为模具行业的发展作出自已的贡献。

关键词：消失模铸造无型腔造型气化取代凝固

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机械制造系消失模铸造工艺论文

二目录

一摘要 (2)

二目录 (3)

三研究背景 (4)

四消失模铸造工艺 (6)

4.1消失模的制造 (6)

4.1.1 可发性聚苯乙烯珠粒的制取 (7)

4.1.2 预发泡 (7)

4.1.3 熟化 (7)

4.1.4 成型 (7)

4.2 模型组合成簇 (8)

4.3模型涂层 (8)

4.3.1 涂层的作用 (8)

4.3.2对涂料的要求 (8)

4.3.3消失模铸造的涂料 (8)

4.4造型 (9)

4.4.1砂床制备 (9)

4.4.2放置EPS模型并填沙 (9)

4.4.4密封定型 (9)

4.5浇注置换 (10)

4.6冷却清理 (10)

五消失模铸造特点 (10)

六常见消失模铸造工艺缺陷分析 (11)

6.1 铸型损坏 (11)

6.2 浇注不足 (11)

6.3 粘砂 (11)

6.4 铸钢件表面增碳 (12)

6.5 气孔 (12)

6.6 发泡模变形而致铸件变形 (12)

6.7 浇道喷溅金属液 (12)

七消失模铸造工艺的应用 (12)

八消失模铸造工艺发展趋势 (13)

8.1 国外消失模铸造现状及发展趋势 (13)

8.1.1 热点之一:减轻或消除消失模铝合金铸造缺陷 (13)

8.1.2 热点之二: 发泡模具及白区制模技术 (14)

8.1.3 热点之三:消失模铸造CAE和快速成型技术 (14)

8.1.4 北美和欧洲消失模铸造企业的基本情况 (14)

8.2 国内消失模研究及应用现状 (16)

8.2.1 国内消失模企业介绍 (16)

8.2.2消失模铸造的研究开发情况 (18)

8.2.3 目前存在的主要问题 (18)

8.3国内消失模铸造水平与国外的比较 (19)

九致谢 (19)

十参考文献 (19)

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三研究背景

3.1 传统造型：砂型铸造（手工造型）

传统造型工艺流程：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、

清理和检验。下图（1）、（2）、（3）分别为砂型造型的示意图。

（1）

（2）（3）3.2消失模造型

消失模铸造工艺与普通铸造的根本差异在于没有型腔和分型面。如图（4）消失模铸造工艺目前应用较为普遍的是无粘结剂的干石英砂造型法。如图（5）

（a）

（4）

4

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5 （6）

图（5）为消失模铸造示意图

3.3实型铸造与砂型铸造相比所具有的优势

a. 简化铸件生产工序，缩短生产周期

b. 降低了铸件废品率，提高了铸件质量

c. 实型铸造能避免普通砂型铸造因起模、组芯及合箱等所引起的铸件尺寸误差和缺陷，使铸件尺寸精度提高。

d. 增大了铸件设计的自由度，由于模样没有分型面，因而很多普通砂型铸造难以实现的问题在实型铸造时却容易解决。产品设计者可根据总体需要设计铸件结构。

e.提高了材料利用率

与传统的铸造技术相比，消失模铸造技术具有与无伦比的优势，因此被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。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，并获得成功，1958年以专利形式公布于众，称之为“无型腔铸造”。开始只是用来制造金属雕像等艺术品铸件，1962年西德从美国引进专利，消失模铸造法才开始了工业应用。

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,并在许多国家得到了应用，生产了成千上万吨铸件，但无粘结剂干砂实型铸造却没得到发展，仍处于探索阶段。在六十、七十年代，消失模铸造法仅限于单件小批生产，典型产品是汽车模具、机器底座、艺术品等。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。

八十年代以前，由于工艺、型砂和涂料等问题以及模型质量不高所导致的实型铸件外观及内在质量不够好，使得消失模铸造法发展缓慢。

1981年以后，由于发泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大进步、模型组合粘结剂质量改善、高质量涂料被研制成功等工艺技术的进步，消失模铸造法得以迅速发展，并很快在生产上得到应用。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。

1979年，由我国著名消失模铸造专家、中国科学院长春光学精密机械研究所研究员黄述哲教授领导的课题组，在中国最早开始了消失模铸造的原理性试验。同年，黄述哲教授在全国铸造工艺学会上发表了“消失模铸造基本特性的研究”论文报告，在国内首次系统阐述了