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消失模铸造技术介绍

一、什么是消失模铸造？

消失模铸造技术是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂层并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在一定条件下浇注液体金属，使模型气化并占据模型位置，凝固冷却后形成所需铸件的方法。对于消失模铸造，有多种不同的叫法。国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“负压实型铸造”，简称EPC铸造。国外的叫法主要有：LostFoamProcess(U.S.A)、P0licastProcess(Italy)等。

与传统的铸造技术相比，消失模铸造技术具有与无伦比的优势，因此被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。

二、国外消失模铸造的发展简史？

1956年美国人H.F.SHOYER开始了将聚苯乙烯泡沫塑料用于铸造的试验，并获得成功,引起了人们极大的兴趣，1958年以专利的形式公布于众，当时称之为“无型腔铸造”。起初，该法只是用来制造金属雕像等艺术品铸件，以后经过许多实践和探索，1962年西德从美国引进专利，消失模铸造法才开始被开发，并在工业上得到应用。

1964年美国的T.R.SMITH发表了使用无粘结剂干砂造型生产消失模铸件的专利。到了1967年,采用普通粘土砂和自硬砂的消失模铸造法获得了成功,并在许多国家得到了应用,生产了成千上万吨铸件,但无粘结剂干砂实型铸造却没得到发展,仍处于探索阶段。在整个六十年代直至七十年代,消失模铸造法仅限于单件小批生产,典型产品是汽车模具、机器底座、艺术品等。1968年，德国人E.KRYZMOWSKI在砂箱内抽成负压进行浇注,取得了专利，即现在的消失模铸造。

八十年代以前，由于专利的制约，生产中使用无粘结剂干砂消失模铸造受到限制；铸造界与其他产业部门协调不够；由于工艺不当、型砂和涂料不合适以及模型质量不高所导致的实型铸件外观及内在质量不够好，造成了一部分人的等待、观望甚至怀疑的态度，使得消失模铸造法发展缓慢。

1981年以后由于相应专利技术失效，再加上经过几年努力，发泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大进步、模型组合粘结剂质量改善、高质量涂料被研制成功等工艺技术的进步，消失模铸造法得以迅速发展，并很快在生产上得到应用。1982年美国首先公开了世界上第一条生产复杂铝铸件的消失模铸造生产线。至此，消失模铸造作为一种全新的铸造工艺方法被应用于生产。

三、消失模铸造在中国的发展简史

1979年，由我国著名消失模铸造专家、中国科学院长春光学精密机械研究所研究员黄述哲教授领导的课题组，在中国最早开始了消失模铸造的原理性试验。同年，黄述哲教授在全国铸造工艺学会上发表了“消失模铸造基本特性的研究”论文报告，在国内首次系统阐述了这一方法的特点和规律性。1982年，在大量实验室试验的基础上，黄述哲教授主持在光机所工厂建成了一条消失模铸造实验生产线。黄述哲教授主持完成的“消失模铸造技术开发及工业化应用”于1997年、1998年分获中科院科技进步二等奖和国家科技进步三等奖，这是我国铸造工业界科技成果中获得的最高奖项。1998年被国家科技部列为“九五国家科技成果重点推广项目”）。黄述哲教授主持完成了数十个技术先进、功能完备、配置合理、生产高效的消失模铸造流水生产线工程。

八十年代后期郑州机械所也开始了消失模铸造的试验性应用研究。

九十年代开始以来，清华大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、西安交大等也纷纷加入了消失模铸造的研究。

四、消失模铸造的工艺流程

下图为大量生产的消失模铸造的全部工艺流程。可见，该流程的主要工部有：熔化工部；制模工部；模型组合及涂层烘干工部；造型浇注工部；落砂清理工部。

五、消失模铸造的分类

消失模铸造根据其铸型材料分类：自硬砂消失模铸造和无粘结剂干砂消失模铸造。

根据浇注条件分类：普通消失模铸造和负压消失模铸造

六、消失模铸造的工艺特点

与传统的砂型铸造相比，大量生产的消失模铸造有如下工艺特征：

（1）一个与逐渐形状完全一致、尺寸大小只差金属收缩量的泡沫塑料模型保留在铸型内，形成“实型”铸型，而不是传统砂型的“空腔”铸型（即“空型”）。

（2）其砂型为无粘结剂、无水份、无任何附加物的干石英砂。

（3）浇注时，泡沫塑料模型在高温液体金属作用下不断分解气化，产生金属—模型的置换过程，而不象传统“空型”铸造是一个液体金属的填充过程。制作一个铸件，就要“消失”掉一个泡沫塑料模型。

（4）泡沫塑料模型可以分块成形再进行粘结组合。模型形状（即铸件形状）基本不受任何限制。

大量生产条件下传统粘土砂型铸造与消失模铸造工艺特点的比较（表1）

项目

传统砂型铸造

消失模铸造

模

型

工

艺

1．开边

必须分型开边，便于造型

无须开边

2．拔模斜度

必须有一定的拔模斜度

基本没有或很