【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 快速干燥 ：生產(chǎn)中水基涂料一般采用烘房或干燥爐進(jìn)行干燥。烘干溫度為 40～60℃，烘干時(shí)間為 4～ 6h，即可使涂層干燥固化。 EPS 模樣的軟化點(diǎn)為 70℃，所以干燥溫度不能高于 60℃。在烘干過(guò)程中除了嚴(yán)格控制溫度外，還應(yīng)該控制濕度，濕度不能大于 30％。如果能配備良好的通風(fēng)設(shè)備，烘干效果會(huì)更好。 烘干設(shè)備有鼓風(fēng)干燥爐、干燥室，熱源可采用電熱和暖氣供熱。 微波干燥：采用 HMZ 系列微波真空干燥爐，可在 30～ 100 ℃ 范圍內(nèi)快速干燥、均勻性好、能效比高、最大限度保持物料原有理化特征、占地面積小、無(wú)環(huán)境污染。 鑒于上述特點(diǎn)，具有一 定的透氣性、良好的潤(rùn)濕性和黏附性、高溫強(qiáng)度好、干燥速度快、發(fā)氣量小、良好的涂掛性的涂料最佳，故而結(jié)合工業(yè)應(yīng)用，消失模鑄造三通管接頭采用專用涂料（ 20℃的密度 3/g cm ,懸浮能力： 24h 后＞ 90%，流杯黏度：1719s，固體含量： 68%72%，波美度： 95100176。 B233。）。 澆注溫度、真空度 消失模鑄造中泡沫塑料模氣化時(shí)要吸熱，使金屬液熱量減少，加速金屬液結(jié)晶凝固，故為了得到組織健全的鑄件，必須提高金屬液的澆注溫度來(lái)補(bǔ)償氣化模氣化吸熱的熱 量損失。 澆注溫度過(guò)高會(huì)引起砂型漲大，特別是具有復(fù)雜砂芯的鑄件，當(dāng)澆注溫太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 度 ≥1420 ℃ 時(shí)廢品增多，澆注溫度為 1460℃ 時(shí)廢品達(dá) 50％。 澆注溫度一般要比砂型鑄造高 2050℃，參照表 24，結(jié)合零件材質(zhì)選用 13501450℃。 表 推薦的澆注溫度 鑄 件 材 質(zhì) 澆 注 溫 度 /℃ 鑄鋁件 730750 鑄銅件 11001150 鑄鐵件 13501450 鑄鋼件 14501600 負(fù)壓的作用：①用真空物理手段緊實(shí)鑄型；②排氣；③抑制塑料模材料燃燒，促使其氣化；④降低塑料模材料發(fā)氣量；⑤大大提高砂箱內(nèi)液態(tài)合金的流動(dòng)性。因此，真空度是實(shí)型鑄造最重要、最基本的因素。提高砂箱內(nèi)的真空度，金屬液的穿透力顯著提高，鑄件表面查產(chǎn)生針刺、粘砂缺陷的概率也就明顯增加；過(guò)低的真空度會(huì)造成附壁效應(yīng)，引起氣孔、表面碳缺陷以及粘砂等缺陷，本設(shè)計(jì)參照表 25，澆注時(shí)砂箱內(nèi)真空度采用 400500mmHg。 表 澆注時(shí)推薦的真空度范圍 鑄 件 材 質(zhì) 砂 箱 內(nèi) 真 空 度 /mmHg 鑄鋁、鑄銅合金 300400 鑄鐵、鑄鋼件 400500 注： 1mmHg= 澆注速度 為避免鑄造過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，澆注速度流股細(xì)、小，變粗、大，再轉(zhuǎn)細(xì)、小。正確的澆注方法和速度是：①采取“慢 快 慢”的方法進(jìn)行，即澆注開始速度要慢，隨即加快，最后又要慢澆。澆注開始慢澆，是因?yàn)榇藭r(shí)泡沫塑料氣化生成物與金屬液流動(dòng)方向正好相反，慢速澆注可使這股氣體先從直澆口排 出，防止金屬液噴濺。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 當(dāng)澆注系統(tǒng)得泡沫塑料氣化掉，形成一條通道后，要立即轉(zhuǎn)入快澆，使金屬充滿澆口杯，封閉住直澆口。這樣可使鑄型重新處于密封狀態(tài)，維持在一定的真空度，順利地進(jìn)行澆注。最后為了使混雜在金屬液中的氣化殘?jiān)谐渥愕臅r(shí)間上浮到鑄件頂部或集渣冒口里，并使氣體有全部排出鑄型的機(jī)會(huì)，需要由快澆轉(zhuǎn)入慢澆。②澆注中除了要掌握澆注速度快慢外，還不能斷流和金屬液大量外溢。這兩種情況都會(huì)破壞鑄型的真空狀態(tài)，造成塌箱。 鑄件因素 參照下表 26，結(jié)合消失模鑄造工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，可知： 表 消失模鑄造鑄 件尺寸公差 單位： mm 鑄 件 尺 寸 公 差 ＜ 25 177。 2580 177。 80125 177。 125175 177。 175250 177。 ＞ 250 177。 消失模鑄造的鑄件表面粗糙度 Ra 值可達(dá) ；鑄件尺寸在鑄造過(guò)程中只有很小變化，三通管接頭鑄件尺寸公差為177。 ；鑄件的脫模斜度很?。s 度）或者為 0度，此鑄件最大脫模斜度為 1176。；鑄件的精度高可達(dá) IT7IT9 級(jí)，比傳統(tǒng)砂型鑄造提高 12 個(gè)級(jí)別；鑄件尺寸公差很小，加工余量最多為 ,可以大大減少機(jī)械加工的費(fèi)用，和傳統(tǒng)砂型鑄造方法相比，可以減少 40%50%的加工時(shí)間。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 三通管接頭造型時(shí)鑄沙因素 （ 1） 三通管接頭造型時(shí)的吃砂量 吃砂量是指模型與砂箱壁、砂箱頂部和底部之間的合理距離。一般沒有明確的值或特殊要求，但不宜太小。這里很難用一個(gè)固定的數(shù)字或公式來(lái)表示，原則是在保證鑄型強(qiáng)度能承受住金屬液沖刷和壓擠力作用的前 提下，吃砂量盡可能小為經(jīng)濟(jì)。如表2 所示，這里選用吃砂量為 150300mm 之間。 表 推薦吃砂量 鑄件、材質(zhì) 吃砂量 /mm 鑄件 材質(zhì) 吃砂量 /mm 鑄件 材質(zhì) 吃砂量 /mm 鑄鋼件 150250 鑄鋁、 鑄銅件 100150 鑄鐵件 150250 （ 2） 三通管接頭造型時(shí)的 填砂、振動(dòng)緊實(shí) 填充的干砂溫度不能高于 50℃，特別是經(jīng)過(guò)使用后的干砂，必須經(jīng)過(guò)冷卻處理，與新砂混合后才能使用。泡沫塑料模樣放入砂箱前，需在砂箱底部預(yù)先放入一層底砂，經(jīng)振實(shí)、掛平，其厚度一般為 100mm 左右，再將上好涂料 的模樣組（帶有澆、冒口）放在上面，邊填砂，邊緊實(shí)。干砂的充填和緊實(shí)過(guò)程必須保證干砂能充填到模型內(nèi)部的空腔，并具有足夠高的緊實(shí)密度，在澆注過(guò)程中起支撐作用。 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(dòng)臺(tái)上，并卡緊。底部放入一定厚度的底砂（一般砂床厚度在 50~100mm 以上），振動(dòng)緊實(shí)。 型砂為無(wú)粘結(jié)劑、無(wú)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，鋁合金采用較細(xì)砂子。型砂經(jīng)處理后要反復(fù)使用 。砂箱為單面開口、設(shè)有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機(jī)構(gòu)的砂箱。 ② 放置 EPS 模型 振實(shí)后，其上據(jù)工藝要求放置 EPS 模型組，并培砂固定。 ③ 填砂 加入干砂（幾種加砂方法），同時(shí)施以振動(dòng)（ X、 Y、 Z三個(gè)方向），時(shí)間一般為 30~60 秒，使型砂充滿模型的各個(gè)部位，且使型砂的堆積密度增加。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ④ 密封定型 砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂粒 “ 粘結(jié) ” 在一起，維持鑄型澆注過(guò)程不崩散，稱之為 “ 負(fù)壓定型。較為常用。 消失模鑄造三通管接頭 消失模鑄造的標(biāo)準(zhǔn) 系統(tǒng)：控制系統(tǒng)、造型系統(tǒng)、負(fù)壓系統(tǒng)、白模成型系統(tǒng)、振實(shí)系統(tǒng)、砂處理系統(tǒng)、涂料配置、涂掛、干燥系統(tǒng)等。 消失模鑄造生產(chǎn)原理及工藝特點(diǎn) 該法按 EPC 工藝先制成泡塑模型（手工、機(jī)械），涂掛特制涂料，干燥后，置于特制砂箱中，填入干砂，振動(dòng)緊實(shí)，吸真空狀態(tài)下澆鑄，模型氣化消失，金屬液置換模型，復(fù)制出與泡塑模型一樣的鑄件。 消失模鑄造工藝集 實(shí)型鑄造、 V法鑄造工藝的優(yōu)點(diǎn)為一體， 其主要特點(diǎn)有： 鑄件尺寸形狀精確，重復(fù)性好，具有精密鑄造的特點(diǎn) ；鑄件的表面光潔度高 ； 取消了砂芯和制芯工部， 消 除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷 和廢品 ； 不合箱、不取模，大大簡(jiǎn)化了造型工藝，消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品 ； 采用無(wú)粘結(jié)劑、無(wú)水分、無(wú)任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘結(jié)劑引起的各種鑄造缺陷和廢品 ； 大大簡(jiǎn)化了砂處理系統(tǒng)，型砂可全部重復(fù)使用，取消了型砂制備工部和廢砂處理工部 ； 落砂極其容易，大大降低了落砂的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度 ； 鑄件無(wú)飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少 50%以上 ； 可在理想位置設(shè)置合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統(tǒng)因素的制約，減少了鑄件的內(nèi)部缺陷 ；負(fù)壓澆注，更有利于液體金屬的充型和補(bǔ)縮，提高了鑄件的組織致密度 ； 組 合澆注，一箱多件，大大提高了鑄件的工藝出品率和生產(chǎn)效率 ； 降低了機(jī)加工成本 ； 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)線彈性大，可在一條生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產(chǎn)； 基本沒有或很小的 拔模斜度 ； 使用的金屬模具壽命可達(dá) 10 萬(wàn)次以上，降低了模具的維護(hù)費(fèi)用 ； 減少了粉塵、煙塵和噪音污染，大大改善了鑄造工人的勞動(dòng)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度 ； 簡(jiǎn)化了工藝操作，對(duì)工人的技術(shù)熟練程度要求大大降低 ； 零件的形狀不受傳統(tǒng)的鑄造工藝的限制，解放了機(jī)械設(shè)計(jì)工作者，使其根據(jù)零件的使用性能，可以自由地設(shè)計(jì)最理想的鑄件形狀 ； 可減輕鑄件重 量 ； 消失模鑄造工藝應(yīng)用廣泛，不僅適用于鑄鋼、鑄鐵，更適用于鑄銅、鑄鋁等 ； 消失模鑄造工藝不僅太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 適用于幾何形狀簡(jiǎn)單的鑄件，更適合于普通鑄造難以下手的多開邊、多芯子、幾何形狀復(fù)雜的鑄件 ； 消失模鑄造工藝可以實(shí)現(xiàn)微震狀態(tài)下澆注，促進(jìn)特殊要求的金相組織的 形成，有利于提高鑄件的內(nèi)在質(zhì)量 ； 在干砂中組合澆注，脫砂容易，溫度同步，因此可以利用余熱進(jìn)行熱處理。特別是高錳鋼鑄件的水刃處理和耐熱鑄鋼件的固溶處理，效果非常理想，能夠節(jié)約大量能源，縮短了加工周期 ； 利用消失模鑄造工藝，可以根據(jù)熔化能力，完成任意大小的鑄件。 消失 模鑄造生產(chǎn)工藝流程 消失模流程的主要工部有熔化工部、制模工部、模型組合及涂層烘干工部、造型澆注工部和落砂清理工部。具體工藝流程如下圖 21 所示。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 消失模鑄造的工藝流程 STMMA 原 始 珠 粒 復(fù) 驗(yàn) 預(yù) 發(fā) 泡 熟 化 模 具 成 型 模 型 干 燥 STMMA 模 型 檢 查 模 型 組 合 涂 覆 涂 料 烘 干 埋 箱 造 型 冷 卻 負(fù) 壓 澆 注 落 砂 鑄件 清 理 鑄件檢查 混 制 配 料 復(fù) 驗(yàn) 涂料 原材料 成分、溫度檢驗(yàn) 熔煉 配料 復(fù) 驗(yàn) 金屬成分 篩分 型砂 冷卻 復(fù)驗(yàn) 澆冒口 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 消失模鑄造技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備 （ 1）白區(qū) 泡沫模樣的成形加工及組裝部分 制模工部：預(yù)發(fā)機(jī)、蒸缸、成型機(jī)、模型干燥室等。 模型組合及涂料烘干工部：涂料混制滾筒、模型烘干設(shè)備等。 （ 2）黑區(qū) 造型、澆注、清理及型砂處理部分 造型澆注工部：造型振實(shí) 臺(tái)、真空系統(tǒng)、砂處理系統(tǒng)、砂箱、雨淋加砂裝置、砂箱運(yùn)輸系統(tǒng)等。 （ 3）黃區(qū) 涂料的制備及模樣上涂料、烘干部分。 消失模鑄造三通管接頭砂箱內(nèi)鑄件的布置 如圖 22 所示，為三通管接頭鑄件的輪廓尺寸（單位： mm）。結(jié)合該尺寸及消失模鑄造生產(chǎn)實(shí)踐中砂箱的尺寸，粗略確定，采用每箱 8 件。同時(shí)，由 VgG?? ， ? 為STMMA 模樣的密度， V 為三通管鑄件的大致尺寸 ，故大致確定三通管接頭泡沫模樣每件約為 8kg。 圖 三通管接頭輪廓尺寸 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 消失模鑄造三通管接頭缺陷及控制措施 金屬液的澆注溫度為了分解、裂解 STMMA 模料而提高 70100℃不等，模型表面涂掛涂料種類、型砂類型進(jìn)而使鑄型緊實(shí)度的差異，對(duì)灰鑄鐵件性能影響不同。對(duì)灰鑄鐵三通管件，產(chǎn)生的主要缺陷如下圖 23所示。 圖 消失模鑄造缺陷圖例 圖 a 皺皮 圖 b 氣孔 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 c 粘砂 圖 d 節(jié)瘤 (1)表面皺皮 （積碳） 鑄件表面厚薄不同的皺紋，即皺皮。鑄件表面常呈輕質(zhì)發(fā)亮的碳薄片（光亮碳膜），深凹溝陷處充滿煙黑、炭黑等。這種缺陷往往在鑄鐵液最后流到或液流的“冷端”部分，對(duì)此次設(shè)計(jì)的三通管接頭往往呈現(xiàn)在側(cè)面或鑄件的死角部位，這與澆注系統(tǒng)工藝（頂注、底注、側(cè)注、階梯注）有關(guān)。如上圖 a ①產(chǎn)生原因 當(dāng) 13501420℃灰鑄鐵液注入型內(nèi)時(shí)， STMMA 料模急劇分解，在模樣與鐵液間形成空隙，料模熱解形成一次氣相（主要由 CO、二氧化碳、氫氣、甲烷和分子量較小苯乙烯以及它們的衍生物組成）、液相（由苯甲烯、乙烯和玻 璃態(tài)聚苯乙烯等液態(tài)羥基組成）和固相 (主要由聚苯乙烯熱解形成的光亮碳和焦油狀殘留物組成 )。因固相中的光亮碳與氣相、液相形成熔膠黏著物，液相也會(huì)以一定速度分解形成二次氣相和固相。液態(tài)中的二聚物、三聚物及存在再聚合物，這當(dāng)中往往會(huì)出現(xiàn)一種黏稠的瀝青狀液體，這種液體分解物殘留在涂層內(nèi)側(cè)，一部分被涂層吸收，一部分太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 在鑄件與涂層之間形成薄膜，這層薄膜在還原（ CO）氣氛下形成了細(xì)片狀或皮屑狀、波紋狀的結(jié)晶殘?zhí)技垂饬撂?，此種密度較低（疏松）的光亮碳與鐵水的潤(rùn)濕性很差，