消失模铸造(又称实型铸造)是泡沫塑料模采用无黏结剂干砂结合抽真空技术的实型铸造,是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
与传统铸造技术相比,消失模铸造有下列特点:1,铸件质量好,成本低;2,材质不限,大小皆宜;3,尺寸4,精度高,表面光洁,减少清理,节省机加;5,内部缺陷大大减少,组织致密;6可实现大规模、大批量生产。自动化流水线生环保。7,可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。
1、模型制作:
使用聚苯乙烯发泡材料或其他可气化材料,按照铸件的尺寸和形状要求,制作出与铸件相似的泡沫模型。
2、模型处理:
将泡沫模型进行一系列处理,如浸涂料、烘干等,以增强其耐火性能和结构稳定性。
3、砂型制备:
将处理后的泡沫模型置于特制砂箱中,然后按照工艺要求填入干砂,并利用三维振动进行紧实。
4、浇注与气化:
在抽真空状态下,将金属液浇注到砂型中,此时泡沫模型在高温金属液的作用下开始燃烧、气化,形成空腔。
金属液填充到由泡沫模型气化后形成的空腔中,并复制出与泡沫模型形状相同的铸件。
5、铸件成型与清理:
等待金属液冷却凝固后,进行落砂处理,将铸件从砂型中取出。
对铸件进行必要的清理和修整,以得到最终产品。
一、消失模的特点
制造周期短:消失模的制造周期通常较短,一般只需要几天或一周左右的时间就可以制造好一个模具。这大大提高了生产效率。
成本低:由于消失模使用可气化的泡沫材料作为模型,材料成本低,且可循环利用,降低了生产成本。
表面质量好:消失模制造的铸件表面质量非常好,因为消失模内部的熔融金属在流动过程中可以很好地复制模型表面的形状,使得铸件具有优良的表面光洁度和尺寸精度。
适用范围广:消失模铸造工艺不仅适用于铸钢铸铁,更适合生产结构复杂的各种大小精密铸件,合金种类不限,生产批量不限。
环保节能:消失模铸造过程中,模型材料气化消失,减少了废料的产生,降低了环境污染。同时,该工艺简化了砂处理系统,型砂可以完全重复利用,节约了资源。
二、消失模的用途
精密零件的制造:消失模铸造方法特别适用于生产高质量、高精度的零件,如精密仪器部件、汽车发动机部件等。
铸造减速器:消失模可以制造高强度、低质量的钢铸件,适用于制造减速器等需要高强度和耐磨性的部件。
保护套管和导管:消失模铸造方法可以制造具有良好表面质量和尺寸精度的保护套管和导管,适用于各种需要保护或引导流体的场合。
大型铸件:消失模铸造不仅适用于中小件,也适用于做大型铸件,如机床床身、大口径管件、大型冷冲模件、大型矿山设备配件等。
每班维护:
班前:操作人员应对消失模铸造设备的各部位进行检查,确保设备正常运转,并按规定进行加油润滑。
班中:操作人员应严格按照操作维护规程使用设备,时刻注意其运行情况。一旦发现异常,应及时修理。若无法排除故障,应通知维修工进行检查,并在“故障修理单”上做好检修记录。
下班前:操作人员应对设备进行认真清扫、擦拭,并将设备状况记录在交接班记录本上,办理交接手续。
日常维护:
日常维护是消失模铸造设备维护工作的基础,应加强监督检查,确保其经常化、制度化、规范化。
周末维护:
主要指在周末和节假日前对设备进行较为彻底的清扫、擦拭和涂油,并按设备维护“四项要求”进行检查评定。
定期维护:
定期维护是根据设备的性能、状态及运转情况,在专职维修人员的配合下,由操作人员进行的定期性工作。
一般情况下,定期维护周期为1~2个月,或设备实际开动运转500h左右。
定期维护的内容包括保养部位和重点部位的拆卸检查,对油路和润滑系统的清洗和疏通,调整传动部位的间隙,紧固各部件和零件,以及对电气部件的保养维护等。
此外,对于消失模铸造设备,还需注意以下几点特殊的维修保养措施:
生产结束后,应对消失模进行全面彻底的清洗和灰尘处理,避免使用硬物品刮擦模具表面。清洗结束后,可喷洒防臭剂,以防长期存放导致的异味和生锈。
在长时间使用中,消失模的精度和功能可能会下降,因此需定期对关键区域(如焊缝、连接处)进行检查和测试,确保其精度和稳定性。同时,应进行润滑和维护工作,防止部件生锈、弯曲或老化。
保养过程中,应尽量避免使用不适用的润滑剂或清洗剂,并保持正常的储存温度和湿度,防止消失模在存储过程中出现变形、损坏或质量下降的情况。
一、前期准备
泡塑珠粒的选用:
目前普遍使用的泡沫珠粒有3个种类,其中EPS(可发性聚苯乙烯树脂珠粒)在有色金属或者一般类型的铸件中使用更加广泛。
珠粒特点:半透明珠粒,预发泡倍数40~60,粒径为0.18~0.80毫米(6种尺寸)。
一般选用的原始珠粒的粒径小于或等于铸件的最小壁厚的1/9~1/10。
模型制作:
珠粒制作:经过熟化之后发泡成型,然后再冷却出模。
板材制作:先进行切割,然后用粘结剂组成模型。
将加工好的泡塑模型与浇冒口模型进行粘结形成一个完整的模型簇。
二、模型处理
涂覆模型:
采用一种专用的涂料,通过搅拌之后再放入容器内对模型组进行涂抹。
涂抹耐火涂料并烘干后,增强模型的耐火性能和结构稳定性。
三、砂型制备
造型:
将特制隔层砂箱置于振动工作台上,填入底砂(干砂)振实、刮平。
把烘干的泡塑气化模具放于底砂上,按工艺要求分成填砂,自动振实一定时间后刮平箱口。
紧固与密封:
用塑料薄膜覆盖砂箱口,放上浇口杯,接真空系统吸真空,干砂紧固成型。
四、浇注与气化
浇注:
在负压下浇注,使模型气化。
液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件。
五、冷却与清理
冷却:
等待铸件自然冷却或采用其他冷却措施。
清理:
铸件加热成型冷却之后,从砂箱中吊出铸件。
将干砂和铸件进行分离,清理出来的干砂可以循环使用。
六、后处理与检验
后处理:
包括去除表面氧化皮、修磨、热处理等工艺,以提高铸件的表面质量和内部组织。
检验:
对铸件进行检验,主要包括外观检验、尺寸检验、化学成分分析、金相组织分析等,以确保铸件符合设计要求。
1、浇注过程中的注意事项:
浇道应自始至终充满钢水。如果不满足,由于涂料强度有限,容易造成塌砂和进气,从而导致铸造缺陷。
浇注钢水时,须掌握好保护稳定、准确、速度适宜。瞬时充满浇口杯,并做到快速不断流,通常一分钟左右浇注一吨钢水。如果切断同一个箱体内铸件的钢水,就会吸入空气,造成砂眼塌陷或增加铸件的孔隙率,导致铸件报废。
消失模铸造设备采用负压密封式,须在浇口杯以下封闭。钢水进入结晶器后,开始液化燃烧,通过气化消失。在钢水的前端短距离内形成临时型腔,因此钢水的设计充型速度与泡沫模具消失的速度大致相同。
为防止钢水在高温下被辐射熔化,浇道应远离浇注模型。选择整箱浇注的下部位置作为立浇道的位置,浇注时注意将负压的真空度调节控制在确定范围内,浇注后保持确定的负压状态一段时间,然后停止负压,待冷凝后将钢水从箱内排出。
2、泡沫模型的处理:
泡沫模型密度要小,在保证泡沫表面质量和模型强度的前提下,泡沫应做得越轻越好,以减少浇注时的发气量。
泡沫模型上涂料前一定要烘干,每批泡沫模型应抽检其烘干过程的重量变化,只有在重量不再发生变化情况下方可上涂料。
3、浇注系统的处理:
浇注系统,特别是直浇道和横浇道不应上涂料,这样可以使浇注时产生的气体能快速充分地抽走,而且不上涂料可以节省涂料的消耗。
4、防止返喷:
返喷是消失模铸造中常发生的现象,返喷严重时可能会危及浇注工的人身安全。因此,需采取相应措施减轻返喷现象,如减小泡沫模型密度、烘干泡沫模型等。
5、设备维护:
做好空闲期间的维护工作,确保设备下次使用时能够正常运行。
6、铸砂的选择:
消失模铸造使用的一般是硅砂,要求其二氧化硅量在85%~90%以上。铸钢、铸铁件一般选用粒径0.850~0.300mm的硅砂。
一、涂料相关问题
涂料高温强度不足
故障现象:涂料在铁水充型时,可能冲破局部涂层,随着铁水流动裹挟埋箱砂,导致铸件内部或表面出现缺陷。
排查方法:
验证涂料的高温强度是否满足操作要求。
更换涂料厂家或批次时,应进行严格的验证测试。
挂涂操作不当
故障现象:黄膜分离,涂料波美度超过工艺参数,涂料粘度大导致粘接处分离。
排查方法:
严格控制涂料波美度和粘度,确保其在工艺参数范围内。
操作者需注意白膜浸凃角度及受力方向,确保挂涂操作正确。
二、模型制作与粘接问题
胶烫摸
故障现象:木条粘接处或木条周围出现凹坑缺陷。
排查方法:
检查粘接工序,确保施胶量适中,并及时清理多余的胶迹。
加强操作技能培训,提高粘接质量。
泡塑珠粒选用不当
故障现象:由于泡塑珠粒选用不当,可能导致模型质量不稳定,影响铸件质量。
排查方法:
根据铸造材料和要求,选用合适的泡塑珠粒。
严格控制珠粒的予发泡、熟化和发泡成型过程,确保模型质量。
三、浇注系统问题
浇注速度不当
故障现象:浇注速度过快或过慢,可能导致铸件内部或表面出现缺陷。
排查方法:
根据铸件结构和材料特性,调整合适的浇注速度。
加强浇注过程监控,确保浇注速度和浇注质量稳定。
浇注温度不合适
故障现象:浇注温度过高或过低,可能导致铸件组织疏松、缩孔、缩松等缺陷。
排查方法:
根据铸件材料和结构要求,确定合适的浇注温度范围。
加强温度监控,确保浇注温度稳定并符合工艺要求。
四、设备问题
负压不足
故障现象:负压不足可能导致铸件内部出现气孔、夹杂等缺陷。
排查方法:
检查负压系统是否正常运行,确保负压稳定并符合工艺要求。
定期检查负压管道、砂箱等部件的密封性,防止漏气现象发生。
设备故障
故障现象:设备故障可能导致生产中断或铸件质量下降。
排查方法:
定期对设备进行维护和保养,确保设备正常运行。
加强设备巡检和故障排查能力培训,提高设备故障应对能力。