【正文】 要特點(diǎn)有： （ 1） 陶瓷型鑄造的耐火材料在高溫下熱穩(wěn)定性高； （ 2） 陶瓷型鑄造的模具使用壽命高于機(jī)械加工方法制成的模具； （ 3） 陶瓷型的耐火度高，高溫性能穩(wěn)定，可用來澆鑄多種合金，如高溫合金、合金鋼、碳鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金等； （ 4） 陶瓷型可鑄造重量高達(dá)十幾噸的精度要求高的鑄件； （ 5） 由于陶瓷型鑄造有灌漿工序，且工藝過程難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，故不適合生產(chǎn)批量大、重量輕和形狀復(fù)雜的鑄件。它是在砂型熔模鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種鑄造新工藝。 陶瓷型殼制備工藝研究現(xiàn)狀 陶瓷型殼鑄造法始于 20世紀(jì) 50年代，由英國人肖氏兄弟（ Cliffordamp。蒸氣成型法是用過熱水蒸氣作為載熱體 ,將裝滿預(yù)發(fā)的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒的型 (型壁裝有排氣塞的鋁合金模具 )放入蒸氣室 ,通入過熱蒸氣 ,熱蒸氣通過排氣塞進(jìn)入母型內(nèi)加熱珠粒 ,使其發(fā)泡并保持到聚苯乙烯珠粒再發(fā)泡終了為止 ,此法設(shè)備簡單 ,成本低 ,通過試驗(yàn)確定了蒸氣成型法工藝見表 13所示 。 ④高頻感應(yīng)加熱成型法等。 ②蒸氣成型法 。預(yù)發(fā)后的聚苯乙 烯珠粒含水量很高 ,必須進(jìn)行干燥 ,由試驗(yàn)確定可發(fā)性聚苯乙烯珠粒熱水預(yù)發(fā)后的干燥熟化工藝如下 :干燥熟化溫度為 50 ℃ ,干燥熟化時(shí)間 12 h ,干燥時(shí)為加快速度可以鼓風(fēng) ,風(fēng)速以不使聚苯乙烯珠粒沸騰為限 ,干燥后聚苯乙烯珠粒的含水量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )應(yīng)小于 1 %。只有達(dá)到該體積質(zhì)量的預(yù)發(fā)聚苯乙烯珠粒具有較高的再膨脹能力 ,成型后可得到表面光滑、輪廓清晰、尺寸精確、密度適宜的氣化模 ,通過試驗(yàn)確定可發(fā)性聚苯乙烯珠粒最佳熱水預(yù)發(fā)工藝見表 12。該工藝的突出特點(diǎn)是用氣化 模來代替熔模精鑄的蠟?zāi)? ,因此制造優(yōu)質(zhì)氣化模是 EPCCS 復(fù)合工藝的關(guān)鍵技術(shù)之一。他還對薄壁泡沫模的尺寸收縮特性進(jìn)行了研究，得出泡沫模的尺寸收縮率與其發(fā)泡成型后的冷卻速率有關(guān)，冷卻速率越大，收縮率越大，而泡沫模密度越大，收縮率越?。慌菽０l(fā)泡成型后，在存放過程中會有一定量的收縮，為了提高泡沫模樣的精度，應(yīng)嚴(yán)格控制泡沫模成型后的冷卻條件和存放時(shí)間，盡量提高泡沫模樣密度。指出珠粒粒徑越大，預(yù)發(fā)后堆密 度越大；隨著發(fā)泡成型時(shí)間延長，模樣密度減小。為獲得優(yōu)質(zhì)氣化模要采用高密度、粒徑小而均勻的聚苯乙烯珠粒 , 沈桂榮、李德成等對聚苯乙烯珠粒材料的選擇集泡沫模成型工藝進(jìn)行了研究得出用于Replicast CS工藝的聚苯乙烯珠粒應(yīng)具有高密度和小顆粒，其粒徑為 ～ mm,密度為 0. 1～ 0. 3 g/ cm3,可用于 EPCCS復(fù)合工藝作氣化模的聚苯乙烯珠粒的性能見表 11。 氣化模用原材料及成型工藝研究現(xiàn)狀 Replicast CS 工藝對泡沫模樣性能具有以下要求：密度小、強(qiáng)度高、表面質(zhì)量好、收縮量小和發(fā)氣量低等。 Replicast CS 工藝的研究主要集中在以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)上：泡沫模樣制備陶瓷型制備，泡沫 模脫去技術(shù)（失模工藝）及焙燒等工藝。 我國對 Replicast CS 工藝的研究始于 90 年代，其中沈陽鑄造研究所、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和南昌航空工業(yè)學(xué)院等單位進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究。 這種工藝具有旺盛的生命力 ,具有許多顯而易見的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用范圍 ,贏得了鑄造界的關(guān)注。該工藝采用可發(fā)性聚苯乙烯珠粒制備泡沫模樣，之后利用熔模鑄造的制殼方法在 泡沫模表面制備陶瓷型殼，最后在真空下重力澆注成形。 英國鑄鋼件研 究與貿(mào)易協(xié)會（ SCRATA） 在八十年代初提出了一種 Replicast Ceramic Shell Process（簡稱 Replicast CS）新工藝，國內(nèi)稱之為氣化模 精鑄 負(fù)壓復(fù)合鑄造技術(shù)。陶瓷型 鑄造在鍛模和沖壓模具方面得到了進(jìn)一步發(fā)展，如湖濱柴油機(jī)廠用陶瓷型鑄造的搖臂鍛模、合金鋼連桿鍛模；上海大學(xué)采用陶瓷型鑄造成功澆注桑塔納轎車汽缸蓋模具，表面粗糙度 m，尺寸精度；武漢機(jī)械工藝研究所制作的 CA10B汽車前軸精鑄熱鍛模重 ，型腔尺寸最大誤差 ，表面粗糙度為 ，型腔只需拋模即可達(dá)到需求。 80 年代以來，陶瓷型精鑄模具得到了進(jìn)一步發(fā)展，有些工廠已經(jīng)從試生產(chǎn)發(fā)展到成批生產(chǎn)，如杭州第二紡織廠用陶瓷型鑄造的中小模板已達(dá) 600 余塊，最大模塊尺寸為 1320*420mm。 20世紀(jì) 60年代，英國、日本、美國、前蘇聯(lián)等國家就對陶瓷型精鑄模具進(jìn)行了廣泛深入地研究，已經(jīng)用來制造鍛模、沖壓模、塑料模、壓鑄模以及玻璃模等；美國的阿布納托肖公 司和日本的理研活塞環(huán)公司引進(jìn)技術(shù)成產(chǎn)精密鑄件。 （ 4）與壓鑄相比：投資小、成本低、鑄件內(nèi)在質(zhì)量好，鑄件可熱處理。因此，該技術(shù)可以生產(chǎn)較大尺寸的各種合金的精密復(fù)雜鑄件。金屬液的充型和凝固在真空和壓力的雙重作用下完成，因此金屬液的充型和補(bǔ)縮能力較重力鑄造時(shí)大大加強(qiáng)，可解決重力鑄造易于出現(xiàn)的澆不足、冷隔和縮孔等鑄造缺陷，尤其對于較大尺寸復(fù)雜薄壁鑄件。 制殼和失模是消失模精密鑄造的關(guān)鍵技術(shù)。該工藝具有減少復(fù)雜薄壁形狀鑄件的生產(chǎn)成本及機(jī)械加工的工時(shí)；同時(shí)，泡沫模樣的型殼比熔模鑄造的型殼所承受的應(yīng)力要小，殼型制備成本相對較低，且適合薄壁復(fù)雜鋁合金鑄造成型，因此研究鋁合金消失模殼型鑄造十分必要。澆注前將型殼內(nèi)的聚苯乙烯脫出，并焙燒型殼，使型殼具有足夠的強(qiáng)度且型殼內(nèi)不含有任何有機(jī)物，因而避免了實(shí)型鑄造鑄件的皺皮和增碳等缺陷。 消失模殼型鑄造是在消失模鑄造和熔模鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展的復(fù)合鑄造工藝，消失模殼型鑄造工藝對于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件來說具有明顯的優(yōu)勢。如今，在航空航天、汽車等領(lǐng)域零件設(shè)計(jì)復(fù)雜化薄壁化的同 時(shí)，對鋁合金零件性能需要也提出了更高的要求。消失模型密鑄造的主要優(yōu)勢在免去了砂型鑄造中粘結(jié)劑的使用，提高了環(huán)境友好性；同時(shí)良好的退讓性減少了鑄件內(nèi)殘余應(yīng)力引起的裂紋，能很好的于適合于大型薄壁型鑄件的成型且零件成型尺寸好、工藝操作簡單快捷。接下來將耐火涂料低溫（低于EPS泡沫的膨脹變形溫度）烘干后，埋在干砂子中震動緊實(shí)。 消失模鑄造技術(shù)是將合適密度的 EPS 泡沫發(fā)泡成與鋁合金鑄造零件相同的形狀（一般將這種泡沫模型叫做白模），并將它們與泡沫制成的澆注系統(tǒng)相粘連成零件模型樹。與其他鑄造方法相比，壓鑄有以下三方面優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)率高、經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良。針對這些工藝缺陷，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上又有許多優(yōu)化的壓鑄工藝被研發(fā)出來。如存在型腔內(nèi)原本存在的氣體或充型過程中產(chǎn)生的氣體無法排出型腔，從而使得這些氣體在高壓下溶解到金屬液內(nèi)，形成分布在鑄件內(nèi)的微氣孔。其實(shí)質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型（壓鑄模具）型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。 總體與美國、英國、歐日等先進(jìn)國家和地區(qū)熔模鑄件的市場結(jié)構(gòu)相比，有明顯的差距，高 質(zhì)量的精鑄件比例還很低。 但 同其它鑄造方法相比，熔模鑄造在應(yīng)用 上還具有一定的局限性。工裝模具可以采用多種材料和工藝方法制造，便于新產(chǎn)品研制。生產(chǎn)靈活性高、適應(yīng)性強(qiáng)熔模鑄造既 適用于大批量生產(chǎn)，也適用小批量生產(chǎn)甚至單件生產(chǎn)。表面粗糙度最細(xì)可達(dá) ～ （相當(dāng)于 ▽7 ～ ▽8 ），因而可以大大減少鑄件的切削加工余量，并可實(shí)現(xiàn)無余量鑄造。 同其它鑄造方法和零件成形方法相比較，熔模鑄造最主要的特點(diǎn)是尺寸精度和幾何精度高，表面粗糙度 小。最后再將脫模好的型殼高溫焙燒，形成具有較高強(qiáng)度的陶瓷型殼。 熔模鑄造又稱 失蠟鑄造 ，由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱 熔模精密鑄造 。氣孔缺陷常出現(xiàn)在大型鋁鑄件的厚大部位以及中小型鋁鑄件的冒口根部和加工端面。氣孔的存在不但減小鑄件的有效工作面，還產(chǎn)生應(yīng)力集中，顯著降低鑄件的強(qiáng)度和塑性，成為零件斷裂的根源之一。砂型鑄造工藝包括造型、熔 煉與澆注、落砂與清理等工序。為了提高鑄件的表面質(zhì)量，常在砂型和型芯表面刷一層涂料。由于砂型鑄造所用的造型材料價(jià)廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。所以更適合鋁合金鑄造成型的方法工藝伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也層出不窮。鋁合金流動性好，結(jié)晶潛熱大，非常適合消失模鑄造。如何優(yōu)化、穩(wěn)定工藝，提高鋁合金消失模鑄件質(zhì)量一直是亟待解決的問題之一。工藝不穩(wěn)定性一直是困擾鋁合金消失模鑄造的一大難題。然而鋁合金消失模鑄件受到一些缺陷的困擾，仍有許多問題亟待解決。然而，采用目前大多數(shù)的鑄造工藝，如重力下的砂型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造以及消失模鑄造等技術(shù)，在成形較大尺寸復(fù)雜薄壁的鋁（鎂）合金精密鑄件時(shí)都遇到了不同程度的問題。1999 年在德國杜塞爾多夫舉行的世界規(guī)模最大、最具權(quán)威的鑄造國際博覽會（ GIFA） 指出 21 世紀(jì)鑄件的發(fā)展趨勢是 “輕量化”、“精密化”和“復(fù)合化”，并提出“近無余量鑄件”和“零缺陷鑄件”口號。 foam pattern 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................... 1 Abstract ............................................................................................................................................. 2 第一章 緒論 ..................................................................................................................................... 4 ................................................................................................................ 4 消失模殼型鑄造技術(shù) ....................................................................................................... 4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................................... 8 氣化模用原材料及成型工藝研究現(xiàn)狀 ............................................................... 9 研究現(xiàn)狀 .............................................................................. 11 研究課題目的、意義及內(nèi)容 ......................................................................................... 13 研究目的及意義 ............................................................................................... 13 研究內(nèi)容 ............................................................................................................. 14 第二 章 鑄造結(jié)構(gòu)分析 ................................................................................................................... 15 鑄件材料分析 ................................................................................................................. 15 鑄件材料的特點(diǎn) .........