第2章消失模铸造.pptVIP

图3 美国Mercury Marine公司消失模铸件产品及模样 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; 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.填砂与振动紧实 （1）振动方式与振动参数的选择 干砂的填砂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。 振动模式：一维振动、二维振动、三维振动。 振幅和频率：在激振力相同的情况下，振幅越小、振动频率越高，充填和紧实效果越好。 图2-16 一维振动紧实台结构示意图 1—砂箱；2—振动台体；3—振动电机；4—橡胶弹簧； 5—高度限位杆；6—空气弹簧；7—底座 一维振动紧实台的结构特点是空气弹簧和橡胶弹簧联合使用；砂箱与振动台之间无锁紧装置，依靠工作台面上的三根定位杆来实现砂箱与振动台面的定位；两台振动电机采用变频器控制；用高度限位杆来限制空气弹簧的上升高度。这种结构（或类似结构）的振动紧实台，简单实用，成本低，应用广泛。 图2-17 三维振动紧实台结构示意图 1—砂箱；2—压紧装置；3—振动台体 4—振动电机；5—空气弹簧；6—底座 三维振动紧实台的结构特点是采用多台振动电机，可配对形成3个方向上的振动；振动紧实时砂箱固定在振动台的台面上；空气弹簧可实现隔振与台面升降功能。这种结构（或类似结构）的振动紧实台可方便地实现一至三维振动及振动维数的相互转换。但设备成本较一维振动紧实台高，控制相对也复杂一些。 美国Vulcan振动台示意图 图9-18 双电机振动台工作原理图 双电机驱动、可产生垂直方向圆振动的紧实台由于有着独特的干砂充填性能，近年来应用逐渐扩大，有取代三维紧实台的趋势。其结构特点是在振动台体下方安装两个振动电机，两电机的偏心块之间因有相位差，电机转动后便在砂箱各处形成相同振幅、相同振动加速度即均匀一致的垂直面圆振动，从而使型砂具有良好的流动充填性能（图中圆圈及箭头表示其振动轨迹）。 （2）砂箱 主要有箱体、抽气室（管）、吊耳、卡紧装置等。 砂箱 底抽式砂箱 侧抽式砂箱 双层砂箱 （3）模样埋入与加砂 柔性管加砂法 螺旋给料器加砂法 雨淋加砂 3.真空系统 图9-20 消失模铸造中的真空抽气系统 1-真空泵；2-水位计；3-排水阀；4-水浴罐；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-截止阀（若干个）； 12-进气管（若干个）；13-挡尘罩； 14-支托； 15-排尘阀 图9-19 消失模自动化生产线布置图 1—风力输送器；2—砂冷却装置；3—翻转式落砂机；4—砂箱及辊道； 5，7—振动台；6，8—砂斗；9—浇注；10—除尘器；11—真空系统 4.浇注工艺 （1）浇注速度 适宜的浇注速度应能使金属液在铸型内的上升速度等于或者接近泡沫模样的气化速度。 影响浇注速度的因素很多，除了浇注系统形式、浇注方法和温度，型砂的透气性，合金种类外，还与铸件的形状和泡沫模样的密度等因素有关。 （2）浇注温度 铸铁件的浇注温度比普通铸造法提高20-80度，铸钢件提高10-40度。浇注温度还与铸件的壁厚、形状和模样材料的密度等因素有关。 （3）浇注方法 一慢二快三稳 浇注过程不可中断 合金种类 铸钢 球墨铸铁 灰口铸铁 铝合金 铜合金 浇注温度/℃ 1450－1700 1380－1450 1360－1420 700－750 1200－1500 消失模铸造金属液充型过程 金属液流动前沿的 传热和传质过程 浇注温度对EPS热解产物的组成及EPS在金属流动前沿气隙中的发气量有着决定性的影响。 （4）浇注过程的反喷现象 由于模型气化的气体不能及时排出，经常出现反喷现象。 防范措施：（1）减少发气量：模型，涂料，烘干,空心直浇道等； （2）增加透气性：干砂粒度、负压、涂料等； （3) 浇注工艺：浇注速度和方法； （4） 浇冒口系统工艺设计：有利于排气。 消失模铸件缺陷分析 一、塌箱 塌箱指浇注过程中铸型向下塌陷，金属液不能再从直浇道进入型腔，造成浇注失败。在浇注大件，特别是大平面铸件、内腔封闭或半封闭的铸件时，容易出现。较多的出现在无粘结剂的干砂铸型。 产生塌箱的原因 （1）真空状态被破坏； （2）浇注速度太慢； （3