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      消失模铸造

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      发表于 2006-1-15 09:44:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
      <P><B>消失模铸造</B><BR><BR>
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      <P>1.1 概述 <BR><BR>1958年,H.F.Shroyer发明了用可发性泡沫塑料模型制造金属铸件的技术并取得了专利。最初所用的模型是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的,采用含粘结剂的型砂造型。德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利并加以开发和应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术后来由T.R.Smith于1964年申请了专利。在1980年以前使用无粘结剂干砂工艺必须得到实型铸造工艺公司(Full Mold Process,Inc)的批准,在此以后,该专利就无效了。 <BR><BR>最普遍实用的方法是把涂有耐火材料涂层的模型放入砂箱,模型四周用干砂充填紧实,浇注液态金属,取代泡沫塑料模型,这种铸造工艺被称为:消失模铸造(EPC)、气化模铸造及实型铸造等。美国铸造协会消失模铸造委员会采用了"消失模铸造"作为该工艺的名称。 <BR><BR>消失模铸造是一项创新的铸造工艺方法,可用于生产有色及黑色金属动力系统的零件,包括:汽缸体、汽缸盖、曲轴、变速箱、进气管、排气管及刹车毂等铸件。消失模铸造的工艺流程如下: <BR><BR>1)预发泡 <BR>模型生产是消失模铸造工艺的第一道工序,复杂铸件如汽缸盖,需要数块泡沫模型分别制作,然后再胶合成一个整体模型。每个分块模型都需要一套模具进行生产,另外在胶合操作中还可能需要一套胎具,用于保持各分块的准确定位,模型的成型工艺分为两步,第一步是将聚苯乙烯珠粒预发到适当密度,一般通过蒸汽快速加热来进行,此阶段称为预发泡。 <BR><BR>2)模型成型 <BR>经过预发泡的珠粒要先进行稳定化处理,然后再送到成型机的料斗中,通过加料孔进行加料,模具型腔充满预发的珠粒后,开始通入蒸汽,使珠粒软化、膨胀,挤满所有空隙并且粘合成一体,这样就完成了泡沫模型的制造过程,此阶段称为蒸压成型。 <BR><BR>成型后,在模具的水冷腔内通过大流量水流对模型进行冷却,然后打开模具取出模型,此时模型温度提高且强度较低,所以在脱模和储存期间必须谨慎操作,防止变形及损坏。 <BR><BR>3)模型簇组合 <BR>模型在使用之前,必须存放适当时间使其熟化稳定,典型的模型存放周期多达30天,而对于用设计独特的模具所成型的模型仅需存放2个小时,模型熟化稳定后,可对分块模型进行胶粘结合。 <BR>分块模型胶合使用热熔胶在自动胶合机上进行。胶合面接缝处应密封牢固,以减少产生铸造缺陷的可能性。 <BR><BR>4)模型簇浸涂 <BR>为了每箱浇注可生产更多的铸件,有时将许多模型胶接成簇,把模型簇浸入耐火涂料中,然后在大约30~60C(86-140F)的空气循环烘炉中干燥2~3个小时,干燥之后,将模型簇放入砂箱,填入干砂振动紧实,必须使所有模型簇内部孔腔和外围的干砂都得到紧实和支撑。 <BR><BR>5)浇注 <BR>模型簇在砂箱内通过干砂振动充填坚实后,铸型就可浇注,熔融金属浇入铸型后(浇注温度铸铝约在760C/1400F,铸铁约在1425C/2600F),模型气化被金属所取代形成铸件。图1是消失模工艺的砂箱和浇注示意图。 <BR><BR>在消失模铸造工艺中,浇注速度比传统空型铸造更为关键。如果浇注过程中断,砂型就可能塌陷造成废品。因此为减少每次浇注的差别,最好使用自动浇注机。 <BR></P></TD></TR></TABLE></TD></TR></TABLE></P>

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       楼主| 发表于 2006-1-15 09:45:00 | 显示全部楼层
      <BR>

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       楼主| 发表于 2006-1-15 09:46:00 | 显示全部楼层
      6)落砂清理 <BR>浇注之后,铸件在砂箱中凝固和冷却,然后落砂。铸件落砂相当简单,倾翻砂箱铸件就从松散的干砂中掉出。随后将铸件进行自动分离、清理、检查并放到铸件箱中运走。 <BR><BR>干砂冷却后可重新使用,很少使用其他附加工序,金属废料可在生产中重熔使用。 <BR><BR>1.2 消失模铸工艺的优点 <BR><BR>消失模铸工艺在技术、经济、环境保护三个主要方面具面优势。 <BR><BR>1.2.1 技术方面 <BR><BR>1)模型设计的自由度增大 <BR>新工艺有可能进行造型设计,并完全可以从第一阶段就能在模型上增加一些附加功能。例如:柴油预热器有一个特殊功能部件,它可采用消失模铸造工艺进行制造,而不能采用传统铸造方法生产。 <BR>2)免除了铸件生产中使用的砂芯 <BR>3)很多铸件可以不要冒口补缩 <BR>4)提高铸件精度 <BR>可获得形状结构复杂,可100重复生产高精度铸件,可使铸件壁厚偏差控制在-0.15~+0.15mm之间。 <BR>5)在模型接合面不产生飞边 <BR>6)具有减轻铸件重量约1/3的优势 <BR>7)减少加工余量 <BR>可以减小机加工余量,对某些零件甚至可以不加工。这就大大减少了机加工和机床投资(例如,对于不同情况可以减少一半投资)。 <BR>8)与传统空腔铸造相比,模具投资下降。 <BR>9)完全消除了传统的落砂和出芯工序 <BR>
       楼主| 发表于 2006-1-15 09:46:00 | 显示全部楼层
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       楼主| 发表于 2006-1-15 09:47:00 | 显示全部楼层
      1.2.2 经济方面 <BR><BR>1)可整体生产复杂铸件 <BR>采用新工艺设计,分块模型可胶合组成整体模型,铸成复杂整体部件,对比原先多个铸件组合装配部件(如柴油预热器)而言,可获益1到10倍。 <BR>2)减少车间人员 <BR>建立消失模铸造工厂,所雇员工数量少于传统铸造工厂,因此应当考虑这一因素。
      <P align=center> <BR>3)铸造工艺灵活 <BR>铸造工艺的灵活性非常重要,因为新工艺有可能同时生产在砂箱中变化放置大量类似的或不同的铸件,浇注系统也因此十分灵活。总之,我们可以说,每种优势都与经济利益相一致,同时还改善了工作条件。 <BR><BR>1.2.3 环境保护 <BR><BR>聚苯乙烯和PMMA在燃烧时产生一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氢化合物气体,其含量均低于欧洲允许的标准。干砂可使用天然硅砂,100%反复循环使用,不含有粘结剂。模型使用的涂料是在水中添加粘结剂等辅料组成,不产生污染。 <BR></P>
       楼主| 发表于 2006-1-15 09:47:00 | 显示全部楼层
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      [此贴子已经被作者于2006-1-15 9:54:21编辑过]

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      发表于 2006-1-17 14:42:00 | 显示全部楼层
      谢谢楼主!
      发表于 2006-1-17 22:08:00 | 显示全部楼层
      很新的铸造技术,谢谢了.
       楼主| 发表于 2006-1-18 16:42:00 | 显示全部楼层
      <B>中小企业消失模生产的基本技术要求</B><BR><BR>
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      <TD>李立新 李增民 谭建波</TD></TR>
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      <P>摘要:介绍了一些中小企业在消失模铸造生产中,由于对消失模生产技术问题未能充分理解和重视,在生产过程中经常出现的一些问题,指出了在生产实践中所采取的相应解决方法。 <BR>关键词:消失模铸造;模型;浇注;涂料 <BR><BR>本文介绍了一些中小企业在消失模铸造生产中,由于对消失模生产技术问题未能充分理解和重视,在生产过程中经常出现的一些问题,并指出了在实践中所采取的相应的解决方法。 <BR><BR>消失模铸造技术作为一种铸件近静形成形方法,近年来得到了快速发展。在国外由于机械化、自动化消失模铸造生产线的陆续建成投产及所产生的显著的经济和社会效益,使消失模铸造技术显现出强大的生命力。前一段时间我国的消失模铸造技术应用虽然进展缓慢,但在近几年得到了快速发展。特别是由于消失模铸造设备投资少、工艺路线短,许多原有的中小铸造企业也越来越多地采用该项技术。但是,有些企业对一些操作问题未能加以重视,使得在生产过程中出现了一些问题,对铸件的质量产生了很大影响。 <BR><BR>1.模型制作 <BR><BR>在消失模铸造工艺中,模型制作是一个非常重要的环节。EPS原料的选择、模型的加工工艺、尺寸精度、模型密度、浇注时热解产物多少等因素的控制,是获得优质铸件的前提。现有的中小企业模型制作有以下几种方式:(1) 用包装EPS板材切割、粘接而成。(2) 自制模具,委托外厂加工。(3) 自制简易的预发成型设备。采用上述方法制作模型,普遍存在不重视模样密度变化的现象,特别是模型在委托外厂加工时水分不易控制,经常性出现浇注时铁水从浇口中反喷或铸件出现冷隔、浇不足等现象。为此在生产过程中应加强对模型密度的检验,增加对模型的烘干时间等方法;EPS珠粒经工艺实验选定后,不能随意改变原料生产厂家;预发时用称量工具控制珠粒密度,改变凭人工经验控制珠粒密度的方法;采取上述方法后,使问题得到了解决。 <BR><BR>2.振动存在的问题 <BR><BR>振动紧实是消失模铸造的四大关键技术之一,振动的作用是使干砂在砂箱中产生动态流动,提高干砂的充填性及其密度,防止出现铸造缺陷。在干砂振动充填时,比较理想的状况是,干砂在振动过程中进行有序流动,在保证模型不变形的前提下,均匀地充填到模型的各个部位,使砂箱内型砂获得较高和较均匀的充填密度。中小企业的消失模铸造振动台多为自制设备,在振动时,最常见的现象是由于振动操作不当,造成模样变形、涂料层开裂等,从而造成相应的铸造缺陷。有些振动台本身由于激振力过大、同一组电机的偏振块不平衡也易造成模样变形。为此,主要应调整激振力、振幅和振动时间;对于尺寸较大而结构简单的铸件,可将六个电机的三维振动改为双电机的垂直或水平振动;特别是通过检测仪器对振动台的各参数加以检测和调整,使之达到设计的要求。 <BR><BR>3.涂料使用存在问题 <BR><BR>在消失模铸造工艺中,使用涂料可提高模样的刚度和强度,使EPS模样与铸型隔离,防止粘砂及铸型塌陷;在浇铸过程中允许模样高温分解产物及时顺利地通过涂层排出。涂料一般由耐火材料、粘结剂、悬浮剂等组成,各组成物的比例对涂料的性能有很大影响。但一些企业对涂料组成的作用不十分清楚,随意改动涂料配方和配制工艺,或由于缺少某组成物时继续配制使用,导致涂料性能大大下降;有些企业在模样浸涂烘干工序中存在问题,有时为了缩短时间,在第一次涂料未干的情况下就进行下一次浸涂,导致模型内部未充分干燥,其中存在着水分;而夏季只采用晾晒方法,工艺上存在着不稳定性,造成浇注时反喷或产生气孔;涂层厚度没有注意到根据铸件不同、浇注温度和铁水压头的变化有所变化。 <BR>只有注意并解决了上述问题,并在操作细节上下功夫,就不会产生由于涂料而产生的铸造缺陷。 <BR><BR>4.浇注过程存在问题 <BR><BR>消失模铸造在浇注时,为了排出气体和模样气化残渣,直浇道要有足够的高度以使金属液有足够的压头以推动金属液流稳定快速充型,确保铸件表面完整清晰。在实践中有些企业采用原有砂型铸造用的浇口杯,由于尺寸较小,易出现液流不平稳导致工件报废的现象。为保证有足够的流量使浇注过程不断流,并很快建立起动压头,可改用较大的浇口杯;直浇道做成中空来减少发气反喷,增大开始浇注时的压头。 <BR><BR>消失模铸造采用负压干砂振动造型,采用此种方法造型时铸型强度远大于湿型砂强度。采用抽负压方法可提高铸型的稳定性,及时抽走模样气化时产生的热解气化产物。但在生产过程中,有些工厂只注意观察浇注前的表负压,但浇注过程中往往忽视负压变化,从而造成铸件缺陷。通过采取根据铸件大小和热解产物的多少,在浇注过程中对负压进行调节的方法,可很好地解决此问题。 <BR><BR>5.结束语 <BR><BR>消失模铸造工艺由于其设备投资少、成本低等特点,近几年得到了快速发展。许多原有的中小铸造企业也越来越多地采用该项技术。但是,有些企业对模型、涂料、振动方法、浇注过程中的一些操作细节问题未能加以重视,使得在生产过程中出现了铸件质量不稳定的现象。本文在此对这些问题和改进方法进行了一些介绍,希望能给大家提供一些参考。<BR></P></TD></TR></TABLE></TD></TR></TABLE>
      发表于 2006-2-3 13:06:00 | 显示全部楼层
      我明白了
      发表于 2006-2-10 13:31:00 | 显示全部楼层
      <P>如何保存这些资料啊</P>
      发表于 2006-2-10 21:14:00 | 显示全部楼层
      <DIV class=quote twffan="done"><B>以下是引用<I>wjg2308</I>在2006-2-10 13:31:56的发言:</B><BR>
      <P>如何保存这些资料啊</P><BR></DIV>
      <br><BR>
      发表于 2006-2-20 17:04:00 | 显示全部楼层
      <P>内容很好,但是看不到图片啊!</P>[em01]
      发表于 2006-2-24 11:27:00 | 显示全部楼层
      内容很好
      发表于 2006-2-25 09:59:00 | 显示全部楼层
      丰富多彩,正在学习。
      发表于 2006-3-2 05:49:00 | 显示全部楼层
      打开眼界啊`~
      发表于 2006-3-2 09:47:00 | 显示全部楼层
      楼主可以把这些做成压缩包,我在下载时可以方便些,先谢谢了。
      发表于 2006-3-21 13:48:00 | 显示全部楼层
      我国的消失模还只是处于成长阶段,以铸铁,铸钢为主,铝合金基本没多少厂家涉及.技术也参次不齐
      发表于 2007-9-27 14:03:13 | 显示全部楼层
      好资料,谢谢了
      发表于 2007-9-27 21:02:06 | 显示全部楼层
      第一次聽到有消失模鑄造的方式,謝謝您分享!
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