球墨铸铁铸件生产技术 消失模铸造工艺方案的制定原则 消失模铸造工艺特点.docx

职业教育材料成型与控制技术专业 教学资源库 《球墨铸铁铸件生产技术》课程 消失模铸造 消失模铸造工艺特点 主讲教师：张木 消失模铸造工艺特点 一、 实型铸造法 用化学自硬砂填充放入泡塑模的砂箱，放模填砂紧实是造型操作的要点。因为泡塑模质轻易变形，放入砂箱时要垫住中间悬空部位，一层一层地先四周后中间填砂，死角凹位要填到位并插实。对不易填实的内孔、窄槽，插入相等尺寸的芯柱或芯块紧固。一般泡塑模全部放在下型，填好砂硬化后放上上砂箱，接入冒口，浇口等形成上型。无需取出模样，就可等待浇注。 涂料选用专用商品系列涂料，要求透气性、涂挂性，强度要高。涂层厚度铸件厚壁处可涂厚一些，以铸件表面不产生粘砂为合适，可以用手工刷涂或喷淋涂等方式。泡塑模上涂料后在约55℃ 浇注系统可采用顶注、侧注、底注或多层浇口的方式，浇道用陶瓷管组合驳接或直接用泡沫材料组成。根据铸件的结构和工作面选择浇口位置十分重要，设置不当会引起缩孔、粘砂、气孔、碳黑及皱皮等缺陷。由于浇注时泡沫燃烧汽化产生大量黑浓烟污染环境，因此不推荐用明冒口和散气片，最好采用暗冒口以及提高透气性的方法排气。合理设计浇冒系统可大大消除由泡沫不完全汽化引起的残留碳和缩孔、疏松等常见铸造缺陷。 工艺技术指标 消失模实型铸造是一项近净成型铸造工艺，与普通砂型铸造相比，铸铁件表面粗糙度降低1~2个等级，达到Ra ≤12.5μm；机械加工余量减少30~60%，最多为1.5至2.5mm，对某些零件甚至可以不加工；铸件尺寸精度达到CT 7~9，铸件壁厚偏差能够控制在-0.15~+0.15mm之间。铸件重量减轻10~20%；金属利用率（加工后成品重量/铸造毛坯重量）可达94~97%，降低了能耗。插入小芯可铸出φ3—5mm小孔，直径大于6mm的浅盲孔可直接铸出 铸造实例 覆盖件的成形过程分若干工序完成，如汽车前围外板就经过落料、拉伸、修边冲孔、冲窗口整形、翻边翻口工序，需要多套独立模具或组合模具。目前汽车覆盖件冲模及家电产品外壳冲压成形模需求量十分巨大，而消失模近净成型铸造方法可解决供不应求的瓶颈问题，它大大降低了生产成本，缩短制作周期，减少模具的后续机械加工量。以下生产铸铁汽车及五金冲压模具的若干实例，材质有高强度灰铸铁，合金铸铁和球墨铸铁以及特种合金高性能球铁，重量5吨以上，目前最重可达15吨。 图1. 拉伸模EPS泡塑模样 图2. 冲压模EPS泡塑模样 图3. 下模座模样上涂料 图4. 模架模样上涂料 图5. 汽车拉伸凸模铸件 图6. 汽车拉伸凹模铸件 图7. 已精加工的汽车覆盖件冲模 图8. 已装配的五金覆盖件拉伸凹模 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 MPa以上才开始浇注。金属液浇注入砂箱后负压表稳定在0．05—0．06 MPa。浇注完成继续负压8～15min(分箱内工件大小)，可在8—15 min后，揭开箱表的砂和薄膜，继续抽冷风5—10 min，冷却箱内铸件