消失模铸造工艺

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.14.100

消失模铸造工艺

朱文振

①

(山东能源枣矿集团柴里煤矿 山东枣庄 277519)

摘 要：在现代工业生产中，模铸造技术是一项重要的工艺，对于推动工业现代化具有重要的意义。消失模铸造作为一种最先进的铸造工艺，在新时期的工业领域具有十分重要的应用价值，而且消失模铸造技术也在不断地发展，现今消失模铸造技术在国内外已相当成熟、应用也较为广泛。本文立足对消失模铸造工艺的研究，就其工艺特点、工艺流程等内容，作了具体阐述。

关键词：消失模铸造 负压 涂料 冒口 浇注

中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(b)-0100-02

1 概念与特点

1.1 消失模铸造简介

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。1.2 消失模铸造的特点

相比于国外而言，我国在消失模铸造技术领域，尚处于发展阶段。在铸造技术水平、质量控制等方面，仍存在诸多的不足。立足技术程度性角度，我国的差距就更加明显。特别是在机械自动化等方面，我国在技术升级中有待进一步提高。此外，我国在铸造品质、精度等方面，都存在一定的不足，但我国巨大的市场前景，决定了消失模铸造在我国有着良好的应用及发展市场。

归纳起来，消失模铸造有以下几个特点：(1)相比于传统工艺，消失模铸造技术具有“效率高、制作简单”的显著特点。由于工艺技术升级，对造型工艺进行了科学优化。并且，在清理等方面，该工艺技术更加简便，实现了“一箱多铸”的工艺特点。在对复杂铸件的铸造中，消失模铸造的优越性更加冥想，能够实现简单、高效率生产。

(2)品质好、准度高，是消失模铸造技术的一大特点。相比于传统粗放型工艺技术。该工艺技术能够实现高准度铸造，确保了模样的品质。通过高精度的尺寸铸造，能够避免分模、起模等操作中的偏差，进而确保了铸造的精度。

原图纸测绘

计算机收缩率、得图纸(3)技术容易掌握，生产管理方便。消失模铸造简化了模样制作工艺，简化了造型操作，所使用的砂型不需要任何粘结剂，型砂损失很少，不存在大量的模样储备及大型砂箱的堆放问题，生产管理简便。

(4)降低了劳动强度，改善了作业环境。消失模铸造不需要手工捣固，没有修型作业，也不需要合型开箱，从而大大减小了劳动强度。

2 消失模铸造工艺流程

消失模铸造是将用泡沫塑料制作的模样浸涂耐火涂层后，放入砂箱内，填入不含粘结剂和水分的砂子，将泡沫塑料模填埋振实，砂子紧固成铸型。金属液浇入铸型，泡沫塑料模与高温金属液接触，迅速气化掉，所产生的气化物及时被抽走，金属液完全取代泡沫塑料模，冷却形成铸件。该铸造方法的关键工艺因素是：(1)泡沫塑料模的制作和耐火涂料的涂覆。(2)泡沫塑料模埋入砂箱后，砂子的振实与紧固。(3)浇注过程中砂箱真空度的保持。2.1 消失模铸造工艺过程

消失模铸造工艺流程详见图1。2.2 模型上涂料

消失模涂料作为涂料的一种，具有一般涂料的共性，也具有其特性。涂料的主要性能指标是涂料的湿强度、干强度、吸着性、悬浮性、透气性、涂挂性和平流行等。

3 消失模铸造的冒口与浇注

3.1 简单冒口的介绍

在进行铸铁的过程中，需要进行冷却和凝固两个操作，这就形成了铸造过程中液态和凝固收缩的生成。当铸件在液态和凝固两个时期中，得不到及时有效的补偿，则会导致铸件发生一定的“缩孔”，进而导致铸件品质下降，甚至出现报废等问题。因此，在铸件的过程中，需要严格作业操作，避免上述情况的出现。在实际操作中，主要采取两个方法实现有效控制：(1)通过“直接补注”，实现对缩孔的有效消除；(2)通过“冒口”，实现对铸件补缩。由于不同的方法，能够实现不同的效果。但方法(2)的应用性更加广泛，并具有更好效果。

制模

模样组合

浇注填砂

埋入沙箱上涂料

冷却翻箱落砂清理铸件

图1 消失模铸造工艺流程

①作者简介：朱文振(1989，5—)，男，山东滕州人，本科，助理工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。

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科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald

工业技术

序号

气孔分类

防治措施

2018 NO.14Science and Technology Innovation Herald科技创新导报表1 气孔的形成原因及防治措施

1在浇注过程中，由于卷入空气，形成气孔

2分解产生气孔，主要是泡沫塑料模样分解所致

3模样土层在长时间不干的情况之下，引起气孔

4金属液脱氧不好，导致气孔的出现

在实际浇筑的过程中，应严格控制卷入空气所造成的气孔，应

通过及时有效的气体排出，有效避免气孔的形成。具体操作有：在浇口盆内放置一定量液体金属，确保浇筑过程中处于充满的状态；在浇筑中采用“封闭式”系统对浇筑方案进行适当改进，确保在充型的过程中，能够实现逐层置换，这样就不会导致滞流的产生；可以通过提高浇筑温度的方式，解决分解所产生的气孔问题在实际当中，由于涂层不干所引起的气孔问题比较常见，这就要求：一是要在模样涂层作业中，要确保其充分干燥；二是型砂的选择方面，应选择干砂在粘结过程中，粘结剂所形成的气量，也是造成气孔生成的一个重要原因。为此，在防治中应采取以下措施：(1)模样粘结剂应选择低发气量的，控制气量源；(2)在粘结剂的用量上，要进行严格控制，应尽量少用

（2）防治措施:①提高涂层厚度和耐火度；②造型时紧

实力不宜过大以免产生破坏涂层；③选择合适的负压；④选用较细的原砂；⑤浇注温度不宜过高；⑥选择合适的压力头。4.2 气孔

从实际而言，气口的分类有多种，且不同的气孔类型，所需的防治措施存在较大的差异性，这也要求针对不同气孔的成因，有针对性的进行防治。如表1所示，是基于不同气孔所采取的防治措施。4.3 缩孔和缩松

金属有液态变为固态时发生体积收缩，包括液态收缩、凝固收缩及固态收缩。固态收缩只引起体积轮廓的变化，而凝固收缩与液态收缩如无足够的金属液补给，则必然产生缩孔。

防治措施：(1)增加补缩冒口的体积并采用合理的冒口形状；(2)配合使用冷铁；(3)提高冒口内金属液的温度；(4)浇注球墨铸铁时，浇注后立即增大负压，提高铸型刚度。

由于冒口功能性差异，这就决定了冒口在大小、形式等

方面，均存在一定的不同之处。因此，在对冒口的设计中，需要对铸造合金的性质等要素进行充分考虑，以确保冒口设计的科学合理性。3.2 浇注

(1)浇注特性。

根据不同的铸件选择不同的浇注系统，顶注、侧注、底注。对于小型薄壁铸件一般选择底注；在设计浇注系统时，切记不要两股金属液汇合在一起，因为在金属液汇合处易产生冷隔或夹渣缺陷。

(2)浇注的工艺参数。①浇注温度：由于泡沫塑料模的气化需要从金属液前沿吸收足够的热量，泡沫塑料模的热解会使金属液的温度下降60℃左右，所以消失模铸造金属液的浇注温度比常规铸造要高50℃～100℃。为防止金属液温度下降太快、过多，目前采用空心浇道及一箱多铸等办法减少温度损失。

②浇注速度：浇注速度是消失模铸造浇注过程中一个重要的工艺参数，浇注速度越快，金属液流动越平稳，铸件越易变形。浇注速度越慢，不仅金属液前沿温降大，产生冷隔，而且产生塌箱使铸件报废。适宜的浇注速度要根据铸件的材质、结构、重量、浇注系统等确定。实践经验，对于球磨铸铁管件适宜浇注速度为5kg/s左右，或保持铁液上升速度为30～50mm/s。

5 结语

消失模铸造工艺为机械行业的很多复杂的铸造工件的获得提供了很大的帮助，对于我们铸造厂来说消失模铸造工艺属于运用较多的一种生产技术。消失模铸造工艺可以大大的增加生产效率，而且工艺产品的尺寸精度更高。

参考文献

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4 消失模铸造的缺陷与防治

铸件缺陷是导致铸件渗漏和报废的主要原因。铸件缺陷主要有粘砂、气孔、缩孔和缩松等。4.1 粘砂

金属液渗入型砂中，形成金属与型砂的机械混合物，其中有两种情况，一种是金属液通过涂层开裂处渗入型砂中，形成铁包砂，此种缺陷一般可以清除掉。另一种情况是金属透过涂层渗入型砂中，形成难以清除的化学粘砂。

（1）产生的原因:①在涂层开裂的情况下，由于型砂紧实度不够，型砂颗粒过大及真空度过高产生第一种粘砂情况。②在涂层过薄或局部为刷到的情况下，由于金属液温度较高，真空度较大时产生第二种粘砂。

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