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重庆凹道模具有限公司
专注:消失模铸造模具和EPS、EPP等泡沫包装模具的生产
主要应用于消失模铸造模型的制作和泡沫包装产品的生产
以下由专业的消失模模具厂重庆凹道模具有限公司为您解答,
消失模铸造又称实型铸造,是将与铸件尺寸形状相同的泡沫模型粘接结成模型簇,刷耐火涂料并烘干后,埋在干砂中振动造型,在真空负压下浇铸,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兴铸造方法,是目前铸造行业中最为“绿色环保”的铸造工艺,也是二十一世纪铸造业的发展趋势。国外的消失模铸造工艺发展的步伐稍微领先于国内,但并不意味着国内消失模铸造的水平不够。放眼国内消失模铸造行业,无论铸造企业的设备先进与否、企业文化是否相同,但以工艺为核心的思想,仍是行业之魂,它影响着消失模铸造业与模具制造业的未来。对于消失模铸造的相关知识,大家是否想要了解更多呢?下面贤集网小编来为大家介绍消失模铸造工艺流程、消失模铸造工艺流程控制消失模铸造优点、消失模铸造缺点和局限性、如何控制消失模铸造工艺中铸件的气孔缺陷?
1、制作泡塑白模,组合浇注系统,气化模表面刷、喷特制耐高温涂料并烘干。
2、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,将烘干的气化模放于底砂上,填满干砂,微振适当时间刮平箱口。
3、用塑料薄膜覆盖,放上浇口杯,接真空系统吸真空,干砂紧固成型后,进行浇注,白模气化消失,金属液取代其位置。
4、释放真空,待铸件冷凝后翻箱,从松散的干砂中取出铸件。
消失模铸造工艺流程控制
一、泡塑珠粒的选用:
1、消失模铸造专用的泡沫珠粒有三种。
①可发性聚苯乙烯树脂珠粒(简称EPS);
②可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒(简称STMMA);③可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒(简称EPMMA)。
2、常用可发性聚苯乙烯树脂珠粒(EPS),用于铸造有色金属、灰铁及一般钢铸。
3、珠粒特点:半透明珠粒,预发泡倍数40~60,粒径为0.18~0.80亳米(6种尺寸),
4、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。
二、模型制作:
1、由泡塑珠粒制作:予发泡——熟化——发泡成型——冷却出模。
①予发泡
EPS珠粒在加入模具前,要先进行予发泡,以使珠粒膨胀到一定尺寸。予发泡过程决定了模型的密度、尺寸稳定性及精度,是关键环节之一。适用于EPS珠粒予发泡的方法有三种:热水予发泡、蒸汽予发泡和真空予发泡。真空予发泡的珠粒发泡率高,珠粒干燥,应用较多。②熟化
经予发泡的EPS珠粒放置在干燥、通风的料仓中一定时间。以便使珠粒泡孔内外界压力平衡,使珠粒具有弹性和再膨胀能力,除去珠粒表面的水分。熟化时间在8~48小时。
③发泡成型
将予发泡且熟化的EPS珠粒填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑表面,即模型。出模前必须进行冷却,使模型降温至软化温度以下,模型硬化定形后,才能出模。出模后还应有模型干燥及尺寸稳定的时间。设备有蒸缸及自动成形的成型机两种。
2、由泡塑板材制作:泡塑板材——电阻丝切割——粘结——模型。对简单模型,可利用电阻丝切割装置,将泡塑板材切割成所需的模型。对复杂模型,首先用电阻丝切割装置,将模型分割成几个部分,然后进行粘,使之成为整体模型。
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三、模型组合成簇:
是将自行加工好(或外购)的泡塑模型与浇冒口模型组合粘结在一起,形成模型簇,这种组合有时在涂料前进行,有时在涂层制备后埋箱造型时进行。是消失模(实型)铸造不可缺少的一道工序。
目前使用的粘结材料:橡胶乳液、树脂溶剂和热熔胶及胶带纸。
四、模型涂层:
实型铸造泡塑模型表面必需涂一层一定厚度的涂料,形成铸型内壳。其涂层的作用是为了提高EPS模型的强度和刚度,提高模型表面抗型砂冲刷能力,防止加砂过程中模型表面破损及振动造型及负压定型时模型的变形,确保铸件的尺寸精度。外购的消失模铸造专用涂料,在涂料搅拌机内加水搅拌,使其得到合适的粘度。搅拌后的涂料放入容器内,用浸、刷、淋和喷的方法将模型组涂覆。一般涂两遍,使涂层厚度为0.5 ~ 2mm。据铸件合金种类、结构形状及尺寸大小不同选定。涂层在40~50℃下烘干。
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五、振动造型:
我们介绍常用的一种造型方法(两种方法之一)。其工序包括如下工序:砂床制备——放置EPS模型——填砂——密封定型。
①砂床制备
将带有抽气室的砂箱放在振动台上,并卡紧。底部放入一定厚度的底砂(一般砂床厚度在50~100mm以上),振动紧实。型砂为无粘结剂、无填加物、不含水的干石英砂。黑色金属温度高,可选用较粗的砂,铝合金采用较细砂子。型砂经处理后要反复使用。砂箱为单面开口、设有抽气室或抽气管、起吊或行走机构的砂箱。
②放置EPS模型
振实后,其上据工艺要求放置EPS模型组,并培砂固定。
③填砂
加入干砂(几种加砂方法),同时施以振动(X、Y、Z三个方向),时间一般为30~60秒,使型砂充满模型的各个部位,且使型砂的堆积密度增加。
④密封定型
砂箱表面用塑料薄膜密封,用真空泵将砂箱内抽成一定真空,靠大气压力与铸型内压力之差将砂粒“粘结”在一起,维持铸型浇注过程不崩散,称之为“负压定型。较为常用。
六、浇注置换
EPS模型一般80℃左右软化,420~480℃时分解。分解产物有气体、液体及固体三部分。热分解温度不同,三者含量不同。实型铸造浇注时,在液体金属的热作用下,EPS模型发生热解气化,产生大量气体,不断通过涂层型砂,向外排放,在铸型、模型及金属间隙内形成一定气压,液体金属不断地占据EPS模型位置,向前推进,发生液体金属与EPS模型的置换过程。置换的最终结果是形成铸件。浇注操作过程采用慢——快——慢。并保持连续浇注,防止浇注过程断流。浇后铸型真空维持3~5分钟后停泵。浇注温度比砂型铸造的温度高30~50℃。
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七、冷却清理
冷却后,实型铸造落砂最为简单,将砂箱倾斜吊出铸件或直接从砂箱中吊出铸件均可,铸件与干砂自然分离。分离出的干砂处理后重复使用。
消失模铸造优点
1、使用的金属模具寿命可达10万次以上,降低了模具的维护费用
2、不合箱、不取模,铸件尺寸形状精确,重复性好,具有精密铸造的特点,大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品,铸件的表面光洁度高;
3、简化了工厂设计,固定资产投资可减少30∽40%,占地面积和建筑面积可减少30∽50%,动力消耗可减少10∽20%;减少了粉尘、烟尘和噪音污染,大大改善了铸造工人的劳动环境,降低了劳动强度,以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业;
4、零件的形状不受传统的铸造工艺的限制,解放了机械设计工作者,使其根据零件的使用性能,可以自由地设计最理想的铸件形状;取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品;可减轻铸件重量,可以取消拔模斜度,
5、可在理想位置设置合理形状的浇冒口,不受分型、取模等传统因素的制约,减少了铸件的内部缺陷;
6、消失模铸造工艺应用广泛,不仅适用于铸钢、铸铁,更适用于铸铜、铸铝等;易于实现机械化自动流水线生产,生产线弹性大,可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产;
7、采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品;
8、落砂极其容易,大大降低了落砂的工作量和劳动强度;大大简化了砂处理系统,型砂可全部重复使用,取消了型砂制备工部和废砂处理工部;
9、负压浇注,更有利于液体金属的充型和补缩,提高了铸件的组织致密度;组合浇注,一箱多件,大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率;
10、铸件无飞边毛刺,使清理打磨工作量减少50%以上;减少了加工余量,降低了机加工成本。
消失模铸造缺点和局限性
1、铸件材质:其适用性好与差的顺序大致是灰铸铁--非铁合金--普通碳素钢--球墨铸铁--低碳钢和合金钢;通过必要的准备以不致使工艺实验、调试周期过长。
2、铸件结构:铸件结构越复杂就越能体现消失模铸造工艺的优越性和经济效益,对于结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入生产。
3、铸件大小:主要考虑相应设备的使用范围(如振实台,砂箱)。
4、铸件的批量:批量越大,经济效益越可观。
5、消失模模具:模具越好,产品质量越高。
如何控制消失模铸造工艺中铸件的气孔缺陷?
1、选择适宜的模型材料
采用共聚泡沫模型材料,由于共聚物是拉链式分解,一次性气化程度高,液相比例小,小分子气体很容易从涂层溢出,白模密度在强度和光洁度保证的前提下尽可能小一些,减少发气总量,浇注系统采用空心直浇道并加设过滤器,对金属液进行机械挡渣、吸附梳流,使充型更平稳。
2、浇注系统及保温冒口的使用
内浇道的开设要利于合金的顺利平稳快速充型,不形成死角区,在铸件的顶部设置大气压力保温冒口,集渣补缩于一体,相关部位设置随形隔砂冷铁,实现铸件的顺序凝固,把金属液内的气体、渣质及气化残留物快浮到冒口部位,减少气孔、渣孔、缩孔产生的几率。
3、提高涂料的透气性
耐火骨料的粒度要适宜,采用复合粘结剂悬浮剂,配制的涂料具有高低温强度好、耐磨损、易涂刷、不开裂、排气能力强、透气性好、烧结均匀、开箱易脱落剥离,不与金属液润湿剂及化学反应,一般铸件涂刷2遍,涂层厚度2mm左右。消失模涂料的质量管理十分关键。在大量生产时,定期检查涂料的透气性,及时调整骨料的粒度。由于涂料的粘结剂、悬浮剂中含有机物质,夏秋季节特别应该注意涂料的发酵酶变,合格的铸件离不开最佳的涂料,控制涂料的质量不可轻心。
4、浇注温度要适宜
由于消失模的充型过程中药放热汽化泡沫,钢铁的浇注温度较砂型铸造高30-50℃。金属液与泡沫的热作用受热浇注温度的制约,浇注温度适宜热解充分,模样的热解产物主要呈小分子气态,在负压场的作用下容易排除型腔,当浇注温度低时,模样的热解不充分,液相残留物会堵塞涂料层,热解气体排出受阻,型腔内形成反压力,充型流动性由此下降,再加上凝固速度快,液体附近的气渣来不及浮集到冒口内,生成气孔的几率增大,当然浇注温度要与冶炼的材料匹配,以避免因温度高或底而产生的其他铸造缺陷。
5、合理的浇注位置
铸件的最佳浇注位置是充型时获得良好的气化条件及排气条件,便于气化除渣,选择立浇或斜浇,也即遵循侧表面积最大化的原则,浇注系统应具备档渣集气及补缩功能。
6、合理的浇注工艺和负压度
消失模的浇注工艺师以充满浇杯封闭直浇口为原则,如果浇注稳定中间的速度忽快忽慢,会使充型造成剧烈的紊乱并在型腔内剧烈沸腾,将来不及气化的泡沫包在合金液体内形成气孔,特别不允许暴露直浇道使渣、气侵入,理想的浇注速度是金属液的充型速度等于或略小于模型的气话速度。