消失模铸造白区存在的问题及解决方法..doc

杭州凯斯特化工有限公司（311106） 我国消失模铸造在最近几年发展较快，但总体技术水平和国外相比还有很大的距离。特别是在白区方面，与国外消失模铸造专家的认识有很大的区别，如在泡沫塑料模样原材料的选择；珠粒预发和成型；预发、成型时对设备的要求等。下面就上述问题作一简单的介绍。 泡沫塑料模样原材料的选择 消失模铸造技术是采用泡沫塑料模样代替普通铸造的铸模进行实体造型，并造型后模样不用取出就直接进行浇注，在浇注时金属液逐步替换泡沫塑料模样位置的过程。所以泡沫塑料模样和泡沫塑料模样原材料的的质量及性能的好坏直接影响到铸件的质量。在选用消失模铸造模样原材料时，首先要了解消失模铸造对模样原材料的要求：1、气化温度和发气量低；2、气化完全、迅速、残留物少、毒性低；3、密度低，表面光洁度好，强度和表面刚性好。以使模样在制造、搬运和干砂充填造型过程中不易损伤，确保模样尺寸和形状的稳定。 目前消失模铸造用泡沫塑料主要有：可发性聚苯乙烯（EPS）和苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂（STMMA）共聚树脂等。由于可发性聚苯乙烯（EPS）密度低，易成型加工等特点，使它最早成为常用模样材料，EPS的开发与应用促进了消失模铸造的发展。但是随着消失模铸造技术和设备的不断发展完善，适用范围逐步拓宽，EPS在技术要求高的铸铁件方面已远远不能满足要求，因此从二十世纪八十年代开始，美国等开始研究开发新一代模样材料，通过大量的试验研究工作，美国DOW化学公司开发成功EPMMA作为新一代模样材料。EPMMA模样材料的开发，成功解决了在EPC工艺中用EPS模样浇注黑色金属时出现的碳缺陷问题，解决了EPS模样材料造成的铸钢件表面“增碳”问题。但使用EPMMA模样材料也带来新的问题，制模难度大、模样刚性差，特别是发气量大等。为了克服上述两种模样材料的某些不足之处，我公司研发了苯乙烯（ST）与甲基丙烯酸甲脂（MMA）共聚树脂模样材料，即苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂（STMMA）共聚树脂，这种共聚树脂性能兼有EPS和EPMMA的优点，克服两者不足之处。 现在国内有许多厂用EPS做模样材料生产铸铁和铸钢，因EPS碳含量高，在生产中低碳钢时，增碳量一般在0.1%∽0.3%以上，且增碳不规则，这样要保证铸钢牌号就不可能。使用共聚树脂（STMMA）模样材料生产铸钢，增碳量一般在0.05%--0.08%范围，这样用EPC生产铸钢就不会存在问题了。如辽宁某厂，原来用EPS模样生产铸钢件（ZG35，见图1），增碳问题（增碳量＞0.15%）一直无法解决，损失较大，后改用STMMA原料生产，增碳量可控制在0.06%之内。用EPS做铸铁件时，增碳不是大问题，但会出现碳缺陷。为了要消除碳缺陷，许多厂家用提高浇注温度和浇注时真空负压度的方法，这样铸件的碳缺陷有可能减少，但却带来了许多其他问题： 在用EPS 模样生产铸铁时，金属液的出炉温度要达到1580℃--1590℃。国外的研究说明，金属液的温度在1550℃以上，会恶化石墨形态基体粗化，出现D型石墨，降低铸铁性能； 提高浇注温度和浇注时真空负压度后，铸件的粘砂现象严重，影响了铸件的外观，增加了铸件清理的难度； EPS模样生产薄壁复杂件时，模样易变形和浇不足。 例重庆某厂生产的箱替类铸件（HT200）。原来使用EPS模样，出炉温度1590℃--1600℃，浇注温度1500℃左右，浇注时真空负压度在-0.07MPa-- -0.06MPa，铸件粘砂和碳缺陷非常严重（见图2、3），铸件废品率高，清理工作难度大。后改用STMMA模样， 图1 图2 图3 出炉温度1550℃，浇注温度1430℃--1450℃，浇注时真空负压度在-0.02MPa-- -0.03MPa，铸件无碳缺陷，粘砂的现象明显改观（见图4）。 图4 图5 共聚树脂（STMMA）是专门用于EPC的模样材料，比EPS具有更卓越的铸造性能，与EPS相比有以下优点： 降低了铸件的碳缺陷； 降低了铸钢件增碳缺陷； 降低了烟碳； 降低了铸铁件金属液出炉温度； 提高了铸件表面光洁度。 例国内某厂生产的多缸柴油发动机的缸盖（HT250，见图5）。在生产试验过程中，用EPS模样生产时，铸件从外观看：表面的碳缺陷较严重，做压力试验时，渗漏非常严重，几乎没有合格的铸件。而现在用STMMA模样材料生产铸件，每月产量7000—9000只，一次浇注合格率为99%，经济效益显著。 共聚树脂（STMMA）的预发和成型过程中应注意的一些问题 2.1共聚树脂（STMMA）的预发及预发过程中应注意的一些问题 珠粒的预发是为了获得性能良好的预发泡珠粒，即密度均匀和球体均匀，使预发珠粒在二次成型加热时有足够的膨胀力，