【文章內(nèi)容簡介】 造的高20~30℃。澆注速度要快，在整個(gè)澆注過程中，澆口杯必須始終充滿，不得斷流，否則會(huì)破壞鑄型的密封，使鑄型真空度下降，造成鑄件缺陷，甚至發(fā)生塌箱。澆注時(shí)選擇適當(dāng)?shù)恼婵斩?。停泵時(shí)間一般5min左右，澆注100kg以下澆注結(jié)束即可停泵，100kg以上薄壁，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，特別是框架結(jié)構(gòu)件，也需澆注一結(jié)束就停泵。鑄件大、壁又厚時(shí)澆注結(jié)束后繼續(xù)抽真空一定時(shí)間，比如壁厚2030mm，500kg左右的鑄件，澆注結(jié)束后5min左右停泵。5） 砂處理砂處理澆注以后，回收砂應(yīng)經(jīng)處理，其目的有三： ①砂子溫度降到50℃以下，砂溫高易導(dǎo)致消失模變形； ②除去粉塵，鐵豆；③除去殘留的有機(jī)物。工藝流程：落砂斗 → 水平振動(dòng)篩 → 型砂冷卻 → 提升機(jī) → 磁選、除塵 → 儲(chǔ)砂斗粘土砂處理所經(jīng)過的砂處理設(shè)備流程 ：液壓翻箱機(jī) → 振動(dòng)輸送落砂機(jī) → 振動(dòng)輸送篩分機(jī) → 鏈?zhǔn)蕉诽釞C(jī) → 風(fēng)選磁選機(jī) → 水冷式沸騰冷卻床 → 斗提機(jī) → 中間砂庫 → 直線振動(dòng)輸送篩 → 皮帶輸送機(jī) → 斗提機(jī) → 犁式卸料器 → 日耗砂庫 → 氣動(dòng)雨淋加砂器 → 特制砂箱 → 三維振實(shí)臺(tái) → 真空系統(tǒng) → 澆注。（4）消失模鑄造工藝的缺點(diǎn)和局限性消失模鑄造工藝與其他鑄造工藝一樣，有它的缺點(diǎn)和局限性，并非所有的鑄件都適合采用消失模工藝來生產(chǎn)，要進(jìn)行具體分析。主要根據(jù)以下一些因素來考慮是否采用這種工藝。1）鑄件的批量批量越大,經(jīng)濟(jì)效益越可觀。2）鑄件材質(zhì) 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。這是因?yàn)榕菽芰显跐沧⑦^程中燃燒分解物對合金溶液的影響作用不同。例如對含碳低的鑄鋼件，采用消失模鑄造可能使鑄件表皮出現(xiàn)增碳問題，因此決定生產(chǎn)之前需通過必要的準(zhǔn)備以不致使工藝實(shí)驗(yàn)、調(diào)試周期過長。3）鑄件大小 主要考慮相應(yīng)設(shè)備的使用范圍（如振實(shí)臺(tái)，砂箱）。4）鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜就越能體現(xiàn)消失模鑄造工藝的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)效益,對于結(jié)構(gòu)上有狹窄的內(nèi)腔通道和夾層的情況,采用消失模工藝前需要預(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),才能投入生產(chǎn)。對一些現(xiàn)狀簡單的、用砂型鑄造方法也可生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄件，而且其生產(chǎn)效率、鑄件成本比用消失模工藝低，這種情況就不一定采用消失模鑄造方法。 消失模鑄造工藝在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀：通過十多年的生產(chǎn)實(shí)踐，我國采用消失模技術(shù)進(jìn)行鑄造生產(chǎn)的企業(yè)，已由開始階段不到十家發(fā)展到目前的數(shù)百家。消失模鑄造生產(chǎn)在我國有許多成功的實(shí)例，沒有達(dá)到預(yù)期效果而下馬的企業(yè)也有相當(dāng)多的數(shù)量。分析成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，對于消失模鑄造在我國的發(fā)展前景，關(guān)鍵在于對這種工藝的認(rèn)知程度，在于對該工藝生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，包括對原材料、涂料技術(shù)、干砂緊實(shí)技術(shù)以及消失模鑄造工藝技術(shù)的優(yōu)化控制等。 （5）對消失模鑄造生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制 1）原材料的優(yōu)化控制 消失模鑄造生產(chǎn)需要的原材料大致分為模型原材料、干砂原材料、涂料原材料、合金熔煉原材料等幾個(gè)方面。由于消失模鑄造工藝是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，原材料的選擇尤為重要。所以控制各種原材料的質(zhì)量和參數(shù)就成了消失模鑄造成敗的基礎(chǔ)。模型材料通常稱之為珠粒，鑄造上采用的珠粒一般分為兩種類型，即聚苯乙烯(EPSPolystyrene)珠粒和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMAPolymethyl Methacrylate)珠粒，二者都屬于高分子材料。另外還有一種EPS+PMMA的聚合物。對于低碳鋼鑄件，模型材料中的碳易使鑄件表面產(chǎn)生增碳現(xiàn)象，從而導(dǎo)致各種碳缺陷。其中EPS(含碳92％)、EPS＋PMMA共聚物、PMMA(含碳60％)對鑄件的增碳影響程度依次減小。此外，模型的密度是其發(fā)氣量的重要控制參數(shù)，上述三種材料的發(fā)氣量從小到大依次為EPS、PS＋PMMA共聚物、PMMA。同時(shí)，珠粒的尺寸應(yīng)根據(jù)所生產(chǎn)鑄件的壁厚進(jìn)行選擇，一般情況下，厚大鑄件選用較粗粒徑的珠粒，反之薄壁鑄件選用較細(xì)粒徑的珠粒，使鑄件最薄部位保持三個(gè)珠粒以上為宜。 另外，模型材料的預(yù)發(fā)和成形控制也是技術(shù)成功的一個(gè)關(guān)鍵。一般情況下，～，其體積約為原珠粒體積的30倍?！?。 干砂是消失模鑄造的造型材料，由于該工藝的特點(diǎn)，選擇干砂應(yīng)與生產(chǎn)的鑄件材質(zhì)有關(guān)，高溫合金采用耐火度較高、顆粒較粗的干砂。目前干砂主要使用天然石英砂，應(yīng)去除砂中的鐵渣、粉塵和水分，并保持使用溫度不高于50℃。涂料是消失模鑄造中必不可少的原料，現(xiàn)在許多鑄造廠采用自制涂料。涂料的主要作用是提高模型的強(qiáng)度和剛度、防止破壞或變形；隔離金屬液和鑄型；排除模型氣化產(chǎn)物；保證鑄件表面質(zhì)量等。消失模涂料中耐火骨料主要有鋯英粉、鋁礬土、棕剛玉粉、石英粉、滑石粉、莫來石粉、云母粉等。其粒徑級配應(yīng)兼顧防止粘砂和高溫透氣性，粒形有利于提高透氣性，通常選擇一定數(shù)量的球狀顆粒，有利于模型氣化后氣體的逸出或模型不完全分解的液化產(chǎn)物的排除。2）涂料制配的控制消失模鑄造涂料的載體多采用水基，以利于環(huán)境保護(hù)。其粘接劑主要包括粘土、水玻璃、糖漿、紙漿廢液、白乳膠、硅溶膠等。在選擇粘接劑考慮以下幾個(gè)方面因素：高溫發(fā)氣性；涂掛性；涂層強(qiáng)度和剛度；浸蝕模型性等。懸浮劑用于防止涂料發(fā)生沉積、分層、結(jié)塊，使涂料具有觸變性。一般可采用膨潤土、凹凸棒石粘土、有機(jī)高分子化合物及其復(fù)合體等。另外消失模涂料中還需添加表面活性劑，以增加涂料的涂掛性，提高涂料與模型表面的親和性和結(jié)合強(qiáng)度。此外還常常加入其他添加劑，如消泡劑、減水劑、防腐劑、顏料等。為此，要求涂層具有良好的強(qiáng)度、透氣性、耐火度、絕熱性、耐急冷急熱性、吸濕性、清理性、涂掛性、懸浮性等。綜合起來主要包括工作性能和工藝性能。 涂料的工作性能包括強(qiáng)度、透氣性、耐火度、絕熱性、耐急冷急熱性等，主要是在澆注和冷卻過程中應(yīng)具有的性能，其中最重要的是強(qiáng)度和透氣性。而涂料的工藝性能包括涂掛性、懸浮性等，主要是在涂掛操作中所要求的性能。一般消失模鑄造多采用水基涂料，涂料與模型一般不潤濕，從而要求改進(jìn)水基涂料的涂掛性。涂掛性是指模型涂掛涂料后一般需要懸掛干燥，希望涂料在涂掛后盡快不滴不淌，確保涂料層的均勻性，減少環(huán)境污染。懸浮性是指涂料在使用過程中，涂料保持密度的均勻性，不發(fā)生沉積現(xiàn)象。涂料的制配工藝控制是涂料技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國產(chǎn)涂料多采用碾混、輥混或攪拌工藝。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，碾混和輥混其質(zhì)量優(yōu)于攪拌。建議有條件的企業(yè)可采用碾混或輥混方法制配涂料。 由于不同的合金對涂料的作用情況不同，建議根據(jù)合金種類的不同研制相應(yīng)的涂料，如鑄鐵涂料、鑄鋼涂料、有色合金涂料等。在涂料配置和混制過程中，應(yīng)盡量使用合理的骨料級配，使骨料和粘接劑及其它添加劑混合均勻。除了涂料性能達(dá)到要求外，涂敷和烘干工藝對生產(chǎn)也具有一定影響。生產(chǎn)上多采用浸涂，最好是一次完成。也可以分兩次涂敷，但應(yīng)每次涂敷后要進(jìn)行烘干，烘干時(shí)注意烘干溫度的均勻性和烘干時(shí)間，保證涂層干燥徹底并不開裂。3）干砂造型工藝的控制干砂造型是將模型埋入到砂箱中，在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)緊實(shí)，保證模型周圍干砂充填到位并獲得一定的緊實(shí)度，使型砂具有足夠的強(qiáng)度抵抗金屬液的沖擊和壓力。干砂造型第一步是向砂箱中加入干砂，加砂時(shí)為保證干砂的充填到位，首先在砂箱中加入一定厚度的底砂并振動(dòng)緊實(shí)，然后放入模型簇，再加入一定厚度的干砂，將模型簇埋入到三分之一到二分之一，再進(jìn)行適當(dāng)振動(dòng)，以促使干砂向模型內(nèi)腔充填。最后填滿砂箱進(jìn)行振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)間不宜過長，以保證模型不出現(xiàn)損壞和變形，同時(shí)保證涂料層不發(fā)生脫落和裂紋。振動(dòng)參數(shù)應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)和模型簇形式進(jìn)行選擇，對于多數(shù)鑄件，一般應(yīng)采用垂直單向振動(dòng)，對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的鑄件，可考慮采用單向水平振動(dòng)或二維和三維振動(dòng)。振動(dòng)強(qiáng)度的大小對干砂造型影響很大，用振動(dòng)加速度表示振動(dòng)強(qiáng)度。對于一般復(fù)雜程度的鑄件和模型簇，振動(dòng)加速度在10～20m/s2之間。而振幅是影響模型保持一定剛度的重要振動(dòng)參數(shù)，～1mm[4]。振動(dòng)時(shí)間的選擇比較微妙，應(yīng)結(jié)合鑄件和模型簇結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。但總體上振動(dòng)時(shí)間約控制在1～5min為宜。同時(shí)底砂、模型簇埋入一半時(shí)的振動(dòng)時(shí)間盡量要短，可選擇1～2min，模型簇全部埋入后的振動(dòng)時(shí)間一般控制在2～3min即可。 4）鑄造工藝的控制消失模鑄造工藝包括澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)、澆注溫度控制、澆注操作控制、負(fù)壓控制等。澆注系統(tǒng)在消失模鑄造工藝中具有十分重要的地位，是鑄件生產(chǎn)成敗的一個(gè)關(guān)鍵。在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到這種工藝的特殊性，由于模型簇的存在，使得金屬液澆入后的行為與砂型鑄造有很大的不同。因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)必定與砂型鑄造有一定的區(qū)別。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)各部分截面尺寸時(shí)，應(yīng)考慮到消失模鑄造金屬液澆注時(shí)由于模型存在而產(chǎn)生的阻力，最小阻流面積應(yīng)略大于砂型鑄造。由于鑄件品種繁多、形狀各異，每個(gè)鑄件的具體生產(chǎn)工藝都有各自的特點(diǎn)，并且千差萬別。這些因素都直接影響到澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為此，可將鑄件以某種方式進(jìn)行分類。針對中小鑄件，可按鑄件生產(chǎn)工藝特點(diǎn)進(jìn)行分類，如表1所示[2]。模型簇組合方式可基本反映鑄件的特點(diǎn)，以及鑄件的補(bǔ)縮形式。澆注系統(tǒng)各部分截面尺寸與鑄件大小、模型簇組合方式以及每箱件數(shù)都有關(guān)系。為此，在設(shè)計(jì)新鑄件的工藝時(shí)，應(yīng)根據(jù)鑄件特征，參照同類鑄件澆注系統(tǒng)特點(diǎn)有針對性地進(jìn)行計(jì)算。 表1 鑄件分類 模型模型簇組合方式應(yīng)用范圍補(bǔ)縮方式一箱一件較大的鑄件冒口補(bǔ)縮組合在直澆道上（無橫澆道）小型鑄件直澆道（或冒口）補(bǔ)縮組合在橫澆道上小型鑄件橫澆道（或冒口）補(bǔ)縮組合在冒口上小型鑄件冒口補(bǔ)縮因?yàn)槟Ｐ偷拇嬖?，在澆注過程中模型氣化需要吸收熱量，所以消失模鑄造的澆注溫度應(yīng)略高于砂型鑄造。對于不同的合金材料，與砂型鑄造相比，消失模鑄造澆注溫度一般控制在高于砂型鑄造30～50℃。這高出30～50℃的金屬液的熱量可滿足模型氣化需要的熱量。澆注溫度過低鑄件容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、皺皮等缺陷。澆注溫度過高鑄件容易產(chǎn)生粘砂等缺陷。 消失模鑄造澆注操作最忌諱的是斷續(xù)澆注，這樣容易造成鑄件產(chǎn)生冷隔缺陷，即先澆入的金屬液溫度降低，導(dǎo)致與后澆注的金屬液之間產(chǎn)生冷隔。另外，消失模鑄造澆注系統(tǒng)多采用封閉式澆注系統(tǒng)，以保持澆注的平穩(wěn)性。對此，澆口杯的形式與澆注操作是否平穩(wěn)關(guān)系密切。澆注時(shí)應(yīng)保持澆口杯內(nèi)液面保持穩(wěn)定，使?jié)沧?dòng)壓頭平穩(wěn)。負(fù)壓是黑色合金消失模鑄造的必要措施。負(fù)壓的作用是增加砂型強(qiáng)度和剛度的重要保證措施，同時(shí)也是將模型氣化產(chǎn)物排除的主要措施。負(fù)壓的大小及保持時(shí)間與鑄件材質(zhì)和模型簇結(jié)構(gòu)以及涂料有關(guān)。對于透氣性較好、涂層厚度小于1mm的涂料，～，對于鑄鋼件取其上限。～。負(fù)壓保持時(shí)間依模型簇結(jié)構(gòu)而定，每箱中模型簇?cái)?shù)量較大的情況，可適當(dāng)延長負(fù)壓保持時(shí)間。一般是在鑄件表層凝固結(jié)殼達(dá)到一定厚度即可卻去負(fù)壓。對于涂層較厚及涂料透氣性較差的情況，可適當(dāng)增大負(fù)壓及保持時(shí)間。（6）影響消失模鑄造缺陷的因素1）模型制造在消失模生產(chǎn)工藝中,模型制造是一個(gè)重要環(huán)節(jié), EPS原料選擇、模型加工精度、模型密度、澆注時(shí)熱分解產(chǎn)物等因素都對獲得優(yōu)質(zhì)鑄件有重要影響。目前常用模具制作方式有以下幾種:① 用EPS板材切割粘連而成。②自己設(shè)計(jì)圖紙,外委加工。③自制簡易的預(yù)制設(shè)備。采用上述方法制作模型普遍存在不重視模樣密度變化的現(xiàn)象,特別是委托外廠加工時(shí)水分不易控制,經(jīng)常出現(xiàn)澆注時(shí)鐵水反噴或鑄件出現(xiàn)冷隔,澆不足的現(xiàn)象。因此在生產(chǎn)過程中通過加強(qiáng)對模型密度的檢驗(yàn),增加模型的烘干時(shí)間等措施加以解決,如果條件允許,最好用電窯緩慢烘干,以保證烘干的緩慢徹底,且模樣不變形。EPS顆粒經(jīng)實(shí)驗(yàn)選定后,不能隨意更改,并嚴(yán)格檢驗(yàn)。2）　振動(dòng)存在的問題振動(dòng)緊實(shí)是消失模四大關(guān)鍵技術(shù)之一。振動(dòng)作用使干砂在砂箱中產(chǎn)生動(dòng)態(tài)流動(dòng),提高干砂充實(shí)性及密度,防止出現(xiàn)鑄造缺陷。在干砂振動(dòng)充填時(shí),比較理想的狀態(tài)是:干砂在振動(dòng)過程中進(jìn)行有序流動(dòng),在保證模型不變形的情況下,均勻地填充到模型的各個(gè)部位,使模型獲得較高和較均勻的充型密度。但在振動(dòng)過程中,常出現(xiàn)模樣變形、涂料層開裂等現(xiàn)象,經(jīng)分析主要是激振力過大,同一組電機(jī)的偏振塊不平衡等現(xiàn)象,為此主要調(diào)整振力、振幅和振動(dòng)時(shí)間,對尺寸較大而簡單的鑄件,可以用垂直振動(dòng)或水平振動(dòng)并把振幅減小等方法加以解決。另外