消失模铸造工艺简单介绍详解.doc

消失模铸造技术解析 卢宝江 一铸造概述 在我国已有几千年历史的传统铸造，主要用来生产机械零件的毛坯件，尽管发展到现在，也出现了许多新的方法，但是目前生产上应用最普遍的仍然是发展较早的砂型铸造。 手工砂型铸造通常又被称之为翻砂。它必须借助于铸模（用木材或金属制成），才能将型砂制成的需形状的铸型，但是这类用木材或金属制成的模样，必须在浇注前从铸型中取出，否则就无法浇注。因此，这种工艺显得特别复杂，工序多、劳动强度大、生产周期长、成本高，而且铸件精度不够理想，表面较粗糙，加工余量大，甚至对于某些复杂的零件还无法实现活块整体铸造，这就成了砂型铸造的致命弱点。 为了改善砂型铸造的状况，人们作了不少努力，近代高速粘土湿砂射压造型和静压造型的应用，呋喃树脂自硬砂，有机酯硬化和微波加热水玻璃砂的应用，达到砂型铸造的先进水平。但是对于那些单件小批量、形状较为复杂的大中型铸件、大批量生产的复杂铸件如何来实现“高效、优质、清洁、低成本、高精度、”的生产要求，成了铸造工作者急待解决的重大课题。在消失模铸造法出现之后，这个问题得到了解决。消失模铸造是一种近无余量、精确成型被铸造界的权威人士称为与传统的粘土砂铸造的主要工艺流程比较如下图： 消失模实型铸造法、干砂负压铸造法分别代表了消失模铸造发展的两个阶段，也是当前世界各地广泛使用的、已相互独立的两种铸造方法。 实型铸造法（FM法）：就是用泡沫聚苯乙烯模代替铸模进行造型，其方法主要是用化学自硬砂造型，模样不取出呈实体铸型，浇入金属液，模样气化，而得到理想铸件的一种铸造方法。该法的工艺过程是将泡沫塑料制成的模样，置入砂箱内填入造型材料后夯实，模样不取出构成一个没有型腔的实体铸型，当金属液浇入铸型时，泡沫塑料模在高温金属液的作用下迅速气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模样所占据的位置，冷却凝固成与模样形状相同的实型铸件。目前用化学自硬砂作为填充材料的实型法适用于生产单件中大型铸件。以下是呋喃树脂砂FM法主要工艺流程： 干砂负压铸造法（EPC法）：干砂负压铸造法是将真空密封造型法与实型铸造进行工艺嫁接而形成的一种新的铸造方法，因而它保留了真空密封造型法和实型铸造的主要优点，克服了它们各自的缺点和局限性。这不仅是实型铸造技术的新突破，更是实型铸造法的新发展。在干砂填充成型法基础上，采用负压浇注，不仅利用砂箱内外压差使干砂紧实，还保证了泡塑模在真空下气化，这样所产生的气体量大大减少，产生的气体也能及时和有效地排放。由于金属液被浇注进入真空状态下的型腔，因此铸件表面精度很高，同时简化了造型操作，无须混砂工序，铸件容易落砂清理，极少粉尘污染，减少了气孔以及根除了由粘结剂等添加物引起的铸造缺陷。该方法已成为消失模铸造的最重要方法。EPC法工艺流程如下： 生产工序的减少和操作内容的简化，为消失模铸造提高生产率、减轻劳动强度创造了有利条件。并且由于铸件近无余量成型1）模样不用模具成形，而是采用市售的泡沫板材，用数控加工机床分块制作，然后粘合而成。2）通常采用树脂砂或水玻璃砂作充填砂模样在模具中成形用干砂负压型。最多为1.5至2mm， 模具一般是单件生产，所以消失模实型铸造已成为模具制造的首选工艺，具有很大的经济性和快捷性。首先是泡沫材料成型，可用预发泡模腔蒸压成型或数控加工方法获得。第二，铸出的模具坯料精确接近使用模具的尺寸，只需少量加工即达到最终尺寸和表面光洁度。第三，可适用于铜、铝合金、高强度灰铸铁、普通球铁和特种球铁、普通碳钢及合金钢材料。行家认为，采用消失模法生产球铁模具取代合金钢模具是中大型模具制造的发展趋势，尤其是在汽车覆盖件冲模和家电外壳冲压成型模上的应用。 （二） 干砂负压铸造法 干砂负压铸造综合了几种精密铸造工艺的优点，并克服、弥补了它们各自的不足。例如，干砂负压消失模铸造利用了真空密封造型法中用真空手段使松散流动的型料紧固成铸型的造型原理，且去除了该法中仍然用木模或金属模造型脱模、下芯、合箱等操作；同时又吸收了实型铸造和磁型铸造工艺中用泡沫塑料气化模实体埋型，不起模就直接进行浇注的优点，而克服了实型铸造中型料需加粘结剂、需捣实、型料回收困难，打箱清理费劲的缺点，也克服了磁型铸造中铸件尺寸受磁极间距大小限制的缺点。 此法的主要工艺过程如下： (1)装箱 将砂箱置于三维振动台上，首先调整振动台的振幅和激振力，在泡塑模上填入干砂进行振实，直到紧实度符合振实要求，铺上塑料薄膜，安好浇口杯围好压紧砂待用。 (2)负压浇注 负压的目的：①为造型紧实铸型；②将泡塑模在高温下生成的气体逸出铸型；③有利于金属液的充填。 方法：金属液入浇包前先在砂箱上接入真空稳压系统负压5～8 min，负压表开至0．08～0．09 MPa，直到0．08 M