液态金属成行新工艺

图1－18 作品－健美蛙人 图1－17 作品－别打屁股
图1－17 作品－墙上鹿角
图4-1 消失模铸造工艺过程 a)组装后的泡沫塑料模样；b)紧实好的待浇铸型； c)浇注充型过程；d)去除浇冒口后的铸件
消失模铸造方法具有如下主要特点：
• (1) 铸件的尺寸精度高、表面粗糙度低。 (2) 增
大了铸件结构设计的自由度。消失模铸造由于没 有分型面，也不存在下芯、起模等问题，许多在 普通砂型铸造中难以铸造的铸件结构在消失铸造 中不存在任何困难。 • (3) 简化了铸件生产工序，提高了劳动生产率， 容易实现清洁生产。 • （4）减少了材料消耗，降低了铸件成本。因消失 模铸造采用无粘结剂干砂造型，可节省大量型砂 粘结剂，旧砂可以全部回用。型砂紧实及旧砂处 理设备简单，所需的设备也较少。。
图4-3 泡沫塑料模样的成型方法
图4-3 泡沫塑料珠粒制成 铸件模型过程示意图
2、消失模铸造的涂料技术
• 涂料在消失模铸造工艺中具有十分重要的控制作
用：涂层将金属液与干砂隔离，可防止冲砂、粘 砂等缺陷；浇注充型时涂层将模样的热解产物气 体快速导出，可防止浇不足、气孔、夹渣、增碳 等缺陷产生；涂层可提高模样的强度和刚度，使 模样能经受住填砂、紧实、抽真空等过程中力的 作用，避免模样变形。 • 为了获得高质量铸件，涂料应具有如下性能：良 好的透气性；较好的涂挂性；足够的强度；发气 量小；低温干燥速度快。
二、消失模铸造的关键技术
• 1、泡沫塑料模样的成形加工及组装（白区技术） • 泡沫塑料模样通常采用两种方法制成：一种是采
用商品泡沫塑料板料切削加工、粘结成型；另一 种是商品泡沫塑料珠粒预发后，经模具发泡成型。 由泡沫塑料珠粒原材料制成铸件模样的工艺过程 如图4-3所示。图4-4为一种采用蒸缸式发泡成型 的模具及其成型后的泡沫塑料模样照片。
图4-5 消失模铸造中的真空抽气系统 1-真空泵 2-水浴罐 3-水位计 4-排水阀 5-球阀 6-逆流阀 7-3寸管 8-真空表 9-滤网 10-滤砂与分配罐 11-止阀（若干个） 12-进气管（若干个） 13挡尘罩 14-支托 15-排尘阀
三、失模铸造的工艺过程
图4－6 消失模铸造工艺示意图 1、干砂或旧砂，2、密封塑料薄膜，3、干砂或自硬砂，4、冒口， 5、模样，6、抽气室，7、抽气管，8、浇口杯
3、加砂、造型、浇注、清理及型砂 处理（黑区技术）
• （1）消失模铸造用砂
消失模 铸造通常采用无粘结剂的石英散砂 来充填、紧实模样，砂粒的平均粒 度为AFS25~45较常见。粒度过细 有碍于浇注时塑胶残留物的逸出； 粗砂粒则会造成金属液渗入，使得 铸件表面粗糙。砂子粒度分布集中 较好，以便保证型砂的高透气性。
1962年美国铸造师年会（AFS） 上，美国MIT大学的Flemings教授 和雕刻艺术家Duca先生首次发表 论文《Art Casting》－－全面介 绍早期消失模铸造工艺和所制作 的17件铸铜和铸铁艺术作品。
早期消失模铸造艺术 品中最轻的是孔雀开 屏，球铁，约3公斤。 （参见图1－1－3）
图1－1－3 孔雀开屏
早期消失模铸造艺术品中最重的是放 置在美国某公园里的自由钟的钟架。 该钟架采用消失模铸造工艺制作，球 铁，约3500公斤（参见图1－1－4）
图1－1－4 自由钟及钟架
早期消失模铸造 艺术品经典之作 －青铜天马神像
图1－6 组装好的天马 神像泡沫原形
图1－5用泡沫板材 雕刻马身原形
图1－8 青铜天马神像 （重150公斤）
消失模实型铸造技术
一、失模铸造成形原理、特点 • 消失模铸造又称气化模铸造或实型铸造。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。消失模 铸造的工艺过程如图4-1所示。
图1－7 天马神像铸造
第2节 近期消失模铸造艺术品
图1－18 德国消失模铸造骏马的照片纪录了由泡沫原型、浇冒口系统、上涂料、 浇注铝合金以及抛光上色等工艺过程（罗吉荣教授提供）
2004年德国Paderborn大学第三届消失 模铸造国际会议上展示了数十件消失模铝合 金艺术作品。这些作品是Paderborn大学 材料学院工艺造型专业学生合作完成的。
Байду номын сангаас
四、消失模铸造实例
第1节 早期消失模铸造艺术品
1951年苯乙烯专利问 世（见图1－1－1为 德国BASF公司关于 苯乙烯的基础专利原 件）。1954年美国将 发泡的聚苯乙烯作为 包装和绝热的新材料。
图1－1－1 德国BASF专利
1956年，美国H.F.Shroyer 先生采用聚苯乙 烯材料制作零件原型，将其埋入砂型中， 直接浇注铁合金，获得金属铸件。当年他 申请《Cavityless Casting Mold and Method of Making Same》专利，1958年4 月15号该专利获得批准。参见图1－1－2 H.F.Shroyer 先生的专利原件插图。 Shroyer 先生为实型铸造的发明人。1980 年以后，实型铸造演变为消失模铸造。 图1－1－2 H.F.Shroyer 专利原件插图
（3）砂的振动紧实 消失模铸造中干砂的加入、充 填和紧实是得到优质铸件的重要工序。砂子的加 入速度必须与砂子紧实过程相匹配。振动紧实应 在加砂过程中进行，以便使砂子充入模型空腔， 并保证砂子达到足够紧实而又不发生变形。 • （4）真空下浇注 型砂紧实后的浇注通常在真空 状态下进行，消失模铸造中的真空抽气系统。
• （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（约100mm）的型砂作 为放置模样的砂床。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。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 的方法。