鑄造泡沫工藝怎麼做

1. 消失模鑄造工藝的鑄造

消失模鑄造工藝流程：
消失模鑄造工藝簡介：
1，泡塑珠粒的選用：
消失模鑄造專用的泡沫珠粒有三種。
①可發性聚苯乙烯樹脂珠粒（簡稱EPS）；
②可發性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹脂珠粒（簡稱STMMA）； ③可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒 （簡稱EPMMA）。
常用可發性聚苯乙烯樹脂珠粒（EPS），用於鑄造有色金屬、灰鐵及一般鋼鑄。
珠粒特點：半透明珠粒，預發泡倍數40~60，粒徑為0.18~0.80亳米（6種尺寸），
一般選用的原始珠粒的粒徑小於或等於鑄件的最小壁厚的1/9 ~ 1/10。
2，模型製作：
有兩種情況：
◎由泡塑珠粒製作：預發泡——熟化——發泡成型——冷卻出模
①預發泡
EPS珠粒在加入模具前，要先進行預發泡，以使珠粒膨脹到一定尺寸。
預發泡過程決定了模型的密度、尺寸穩定性及精度，是關鍵環節之一。適用於EPS珠粒予發泡的方法有三種：熱水預發泡、蒸汽預發泡和真空預發泡。真空預發泡的珠粒發泡率高，珠粒乾燥，應用較多。
②熟化
經預發泡的EPS珠粒放置在乾燥、通風的料倉中一定時間。以便使珠粒泡孔內外界壓力平衡，使珠粒具有彈性和再膨脹能力，除去珠粒表面的水分。熟化時間在8~48小時。
③發泡成型
將預發泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內，加熱，使珠粒再次膨脹，填滿珠粒間的空隙，並使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型。出模前必須進行冷卻，使模型降溫至軟化溫度以下，模型硬化定形後，才能出模。出模後還應有模型乾燥及尺寸穩定的時間。設備有蒸缸及自動成形的成型機兩種。
◎由泡塑板材製作：泡塑板材——電阻絲切割——粘結——模型
對簡單模型，可利用電阻絲切割裝置，將泡塑板材切割成所需的模型。
對復雜模型，首先用電阻絲切割裝置，將模型分割成幾個部分，然後進行粘，使之成為整體模型。
3，模型組合成簇：
是將自行加工好（或外購）的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結在一起，形成模型簇，這種組合有時在塗料前進行，有時在塗層制備後埋箱造型時進行。是消失模（實型）鑄造不可缺少的一道工序。
目前使用的粘結材料：橡膠乳液、樹脂溶劑和熱熔膠及膠帶紙。
4，模型塗層：
實型鑄造泡塑模型表面必需塗一層一定厚度的塗料，形成鑄型內殼。其塗層的作用是為了提高EPS模型的強度和剛度，提高模型表面抗型砂沖刷能力，防止加砂過程中模型表面破損及振動造型及負壓定型時模型的變形，確保鑄件的尺寸精度。
外購的消失模鑄造專用塗料,在塗料攪拌機內加水攪拌,使其得到合適的粘度。攪拌後的塗料放入容器內,用浸、刷、淋和噴的方法將模型組塗覆。一般塗兩遍，使塗層厚度為0.5 ~ 2mm。據鑄件合金種類、結構形狀及尺寸大小不同選定。塗層在40~50℃下烘乾。
5，振動造型：
我們介紹常用的一種造型方法（兩種方法之一）。
其工序包括如下工序：砂床制備——放置EPS模型——填砂——密封定型
①砂床制備
將帶有抽氣室的砂箱放在振動台上，並卡緊。底部放入一定厚度的底砂（一般砂床厚度在50~100mm以上），振動緊實。
型砂為無粘結劑、無填加物、不含水的干石英砂。黑色金屬溫度高，可選用較粗的砂，鋁合金採用較細砂子。型砂經處理後要反復使用。
砂箱為單面開口、設有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機構的砂箱。
②放置EPS模型
振實後，其上據工藝要求放置EPS模型組，並培砂固定。
③填砂
加入干砂（幾種加砂方法），同時施以振動（X、Y、Z三個方向），時間一般為30~60秒，使型砂充滿模型的各個部位，且使型砂的堆積密度增加。
④密封定型
砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內壓力之差將砂粒「粘結」在一起，維持鑄型澆注過程不崩散，稱之為「負壓定型。較為常用。
6，澆注置換
EPS模型一般80℃左右軟化，420~480℃時分解。分解產物有氣體、液體及固體三部分。熱分解溫度不同，三者含量不同。
實型鑄造澆注時，在液體金屬的熱作用下，EPS模型發生熱解氣化， 產生大量氣體，不斷通過塗層型砂，向外排放，在鑄型、模型及金屬間隙內形成一定氣壓，液體金屬不斷地佔據EPS模型位置，向前推進，發生液體金屬與EPS模型的置換過程。置換的最終結果是形成鑄件。
澆注操作過程採用慢——快——慢。並保持連續澆注，防止澆注過程斷流。澆後鑄型真空維持3~5分鍾後停泵。澆注溫度比砂型鑄造的溫度高30~50℃。
7，冷卻清理
冷卻後，實型鑄造落砂最為簡單，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可，鑄件與干砂自然分離。分離出的干砂處理後重復使用。

2. 消失模鑄造技術的三個步驟

白區、澆鑄和最後清整工序。消失模鑄造工人根據聚苯乙烯的發泡成型製造了「白區」這個詞，並且，測得最終鑄件質量80~90%取決於白區工序。白區工序過程是珠粒發泡、泡沫成型、組合成串、刷塗料、烘乾。而整個技術的其它工序也很重要（事實上，澆鑄一個消失模模樣跟一個空腔鑄型沒有半點相似之處）。這篇文章重點在於介紹消失模白區工藝以及白區在製作高質量的大批量鑄件中的作用。
為了清楚的說明消失模鑄造中的泡沫成型部分，關於消失模鑄造模具是如何製得的討論是必須的。 為了保證鑄件既滿足產品功能要求又能達到可鑄和方便加工的要求，在零件設計人員，消失模鑄造工作者和機械加工人員中實施並行工程是必須的。消失模鑄造技術的真正價值是零件的設計可以比典型的用在型砂和金屬模中的型芯更復雜。機器加工步驟可以免去，並且整個零件可以被粘合以消除墊圈和/或聯接緊固密封圈。如果產品客戶和加工客戶真正懂得消失模鑄造配件給產品設計帶來的價值，消失模鑄件將得到更廣泛的應用。
零件設計人員和模具設計人員進行同步設計時，三維電腦工作平台的使用是必須的，模具設計者可以把草圖、拔模斜度、倒圓和縮放因素放入到零件設計中。當零件設計者改進圖紙時，模具設計者可以開始設置分模線、融合線和必須的抽芯機構來制泡沫模型，模具壁厚和模具嵌塊正確使用的重要性，透氣塞和射料槍的合理布置是三個屬性，不僅用於產品設計，也可用於模具設計。使用電腦「壁厚探測器」探測薄壁問題。
一個消失模模具的設計製造中心包含「普通模具庫」的使用、這個「三維電子CAD庫」存有消失模模具用到的所有普通硬體，消失模鑄造模具設計者利用電子三維館中儲存的樣品並使之適用於設計中的特殊零件。這「普通模具庫」包含特定工程配件，一般商品（緊固件、定位器、汽缸、活塊等），並且有超出模具設計的射料槍，射料槍安裝夾板，汽室和絕緣裝置，型芯抽出裝置，限制開關等等。這個庫中還包含所有的重要配合尺寸和被並入到泡沫模型店中的制模和粘合機器的工作參數。普通幾何尺寸合公差也被收藏到這個庫中，假如希望的話，快速變化模具可以被設計，包括蒸汽、水、電流、壓縮空氣、真空源等等。
如果真正的並行工程嘗試被零件設計、模具設計者、模具操作者採用以及在鑄造廠中澆鑄成型，這個普通模具庫就變得真的有價值，從過去的工作中可學得經驗並存檔到這個電子CAD庫中，所以新的零件設計可以建立在這些取得的經驗上。舉個例子，當檢測一個模具的故障，模具機器操作者發現不管他如何調整機器參數，總是不能把料填到模具中的特定區域中。這個模具的設計者被咨詢後，作出了在問題區域添加一把射料槍或者添加透氣孔的決定。於是，射料問題解決了。當這個模具設計者研究了問題區域的幾何結構，他制出了射料槍和透氣孔的分布規則用於將來的模具設計。一份標準的設計清單、材料清單和過程清單可從這發展出來，這庫引領著將來的零件設計。

3. 消失模鑄造工藝及原理

消失模鑄造（又稱實型鑄造）是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘乾後，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的新型鑄造方法。1958年,美國的H.F.shroyer發明了用可發性泡沫塑料模樣製造金屬鑄件的專利技術並取得了專利(專利號USP2830343)。最初所用的模樣是採用聚苯乙烯(EPS)板材加工製成的.採用粘土砂造型,用來生產藝術品鑄件。採用這種方法,造型後泡沫塑料模樣不必起出,而是在澆入液態金屬後聚苯乙烯在高溫下分子裂解而讓出空間充滿金屬液,凝固後形成鑄件。1961年德國的Grunzweig和Harrtmann公司購買了這一專利技術加以開發,並在1962年在工業上得到應用。採用無粘結劑干砂生產鑄件的技術由德國的H.Nellen和美國的T.R.Smith於1964年申請了專利。由於無粘結劑的干砂在澆注過程中經常發生坍塌的現象,所以1967年德國的A.Wittemoser採用了可以被磁化的鐵丸來代替硅砂作為造型材料,用磁力場作為"粘結劑"。這就是所謂＂磁型鑄造＂。1971年,日本的Nagano發明了V法(真空鑄造法),受此啟發,今天的消失模鑄造在很多地方也採用抽真空的辦法來固定型砂。在1980年以前使用無粘結劑的干砂工藝必須得到美國"實型鑄造工藝公司"(Full
Mold
Process,Inc)"的批准。在此以後,該專利就無效了。因此,近20年來消失模鑄造技術在全世界范圍內得到了迅速的發展。[編輯本段]消失模鑄造工藝的特點消失模工藝的砂...
1.鑄件精度高:消失模鑄造是一種近無餘量、精確成型的新工藝,該工藝無需取模、無分型面、無砂芯,因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度,並減少了由於型芯組合而造成的尺寸誤差。鑄件表面粗糙度可達Ra3.2至12.5μm；鑄件尺寸精度可達CT7至9；加工餘量最多為1.5至2mm，可大大減少機械加工的費用，和傳統砂型鑄造方法相比，可以減少40%至50%的機械加工間。2.設計靈活:為鑄件結構設計提供了充分的自由度。可以通過泡沫塑料模片組合鑄造出高度復雜的鑄件。3.無傳統鑄造中的砂芯
因此不會出現傳統砂型鑄造中因砂芯尺寸不準或下芯位置不準確造成鑄件壁厚不均。4.清潔生產
型砂中無化學粘結劑,低溫下泡沫塑料對環境無害,舊砂回收率95%以上。5.降低投資和生產成本
減輕鑄件毛坯的重量,機械加工餘量小。
消失模鑄造工藝與其他鑄造工藝一樣，有它的缺點和局限性，並非所有的鑄件都適合採用消失模工藝來生產，要進行具體分析。主要根據以下一些因素來考慮是否採用這種工藝。1.鑄件的批量
批量越大,經濟效益越可觀。2.鑄件材質
其適用性好與差的順序大致是:灰鑄鐵--非鐵合金--普通碳素鋼--球墨鑄鐵--低碳鋼和合金鋼;通過必要的准備以不致使工藝實驗、調試周期過長。3.鑄件大小
主要考慮相應設備的使用范圍（如振實台，砂箱）。4.鑄件結構
鑄件結構越復雜就越能體現消失模鑄造工藝的優越性和經濟效益,對於結構上有狹窄的內腔通道和夾層的情況,採用消失模工藝前需要預先進行實驗,才能投入生產。-----更多詳見
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