【正文】 。盡管人們現(xiàn)在對(duì)這兩種方法還存在著很大的分歧，但今日工業(yè)上用的標(biāo)準(zhǔn)方法仍為不緊固砂箱，振動(dòng)方法一般多采用邊加砂邊振動(dòng)的方式，使干砂容易充填到模型簇內(nèi)部的空腔。 模型簇上的涂料干燥后就可以將模型簇放入砂箱中填砂造型了，應(yīng)仔細(xì)研究模型簇在砂箱中的擺放位置，干砂的充填和緊實(shí)，以確保干砂沖填到?jīng)]簇的所有空隙并達(dá)到一定的緊實(shí)度，使得干砂能夠支撐住模型簇，干砂的充填和緊實(shí)對(duì)每一重 模型簇設(shè)計(jì)都是相當(dāng)重要的，可以采用雨淋加砂，也可以采用軟管在模型簇周圍加砂，干砂的充填速率及其在砂箱中的分布對(duì)模型的變形等有明顯的影響。 涂料一般是耐火材料和粘結(jié)劑以水為載體的混合漿料，涂料涂掛的方式有浸 噴、澆三種，涂料必須烘干，嚴(yán)格控制圖模型簇的涂料層厚度的均勻一致是很重要的，因?yàn)橥繉拥暮穸扔绊懲苛系耐笟庑院推渌匦?。將澆注?統(tǒng)裝配好模型或模型簇就準(zhǔn)備完成了，如果包括模型簇要涂掛一層陶瓷涂料后才能進(jìn)行澆注，某些鋁合金鑄件可能不需涂料，但差不多所有的黑色金屬鑄件都需要涂料，即使在某些并非一定要涂料的情況下，也最好是利用涂料形成保護(hù)層，防止在澆注時(shí)金屬液滲入或沖蝕鑄型，涂料層也有利于防止沙粒調(diào)入金屬液的前沿與熔融的泡沫塑料模型之間的空隙。 穩(wěn)定尺寸的一個(gè)方法是在爐子中進(jìn)行人工熟化處理，在 6070℃的條件下保溫 218小時(shí)，但若在溫度的上限 70℃進(jìn)行熟化處理則會(huì)降低尺寸精度，進(jìn)行熟化處理時(shí)必須掌握模型的收縮規(guī)律，以有利于應(yīng)用熟化工藝。為得到尺寸穩(wěn)定的鑄件，充分發(fā)揮消失模鑄造工藝的優(yōu)勢(shì)，必須控制模型的收縮。 泡沫塑料模型從模具中取出時(shí)進(jìn)行第一次收縮，當(dāng)模具通水冷卻時(shí)模型開始最初的收縮，而后模型的主要膨脹是在珠粒內(nèi)部滲入空氣時(shí)開始的，緊接著由于戊烷和水蒸氣的滲出又開始收縮。 通完熱蒸汽后模型要冷卻。這一步叫做熱蒸。 型腔內(nèi)充滿珠粒后開 始通蒸汽，蒸汽通過進(jìn)氣口從模具的一側(cè)進(jìn)入，從另一側(cè)排出；對(duì)于壁厚模型，需要變換通入蒸汽的方向，在蒸汽的作用下，珠粒軟化膨脹，填滿珠粒之間的空隙并相互粘結(jié)到一起，珠粒內(nèi)部熔融后，立即從定模和動(dòng)模的兩邊吹入蒸汽，使壓力升高。 預(yù)發(fā)珠粒輸送到成型機(jī)發(fā)泡成型，成型機(jī)上的模具必須預(yù)熱到工作溫度，烘干、合型后開始工作，預(yù)防珠粒是在模具合型后吹入模具的型腔。 模塊的制造分兩個(gè)步驟，目前，最常用的制模材料是 EPS，含 5%7%的戊烷作為發(fā)泡劑， EPMMA最初使用氟氯烷（ CFC）作為發(fā)泡劑，后來改用一種碳?xì)浠衔镆员Ｗo(hù)環(huán)境。 進(jìn)行了零件結(jié)構(gòu)工藝性的審查和改進(jìn)后，需要設(shè)計(jì)并制造生產(chǎn)模型時(shí)所需的模具，模具設(shè)計(jì)很重要，因?yàn)樗_定了泡沫塑料模型最初的尺寸并影響模型的質(zhì)量包括表面和內(nèi)部珠粒的融合情況以及生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間等，模具設(shè)計(jì)可以是簡(jiǎn)單 的也可以是很復(fù)雜的用活塊形成凹槽和孔洞，有時(shí)也用活動(dòng)的鑲塊來形成模塊中大得空腔。 用 EPC工藝生產(chǎn)鑄件，其表面粗糙度值 rmms一般為 ，而用濕型工藝則為,用殼型工藝則為 ，若采取專門措施改善表面粗糙度，則 EPC鋁合金表面粗糙度值能夠降低到 . 第三章 EPC工藝也有一定的缺點(diǎn)，模具費(fèi)工時(shí)是顯然的，簡(jiǎn)單的模具可以鑄出型腔，但模具做好以后再修改不僅難度大而且成本高，內(nèi)澆道德尺寸比傳統(tǒng)工藝的要大，因此清理起來較費(fèi)工，為克服模型分解所產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)，澆注系統(tǒng)的尺寸偏大一些是必要的，但在某些情 況下降低了工藝出品率，振動(dòng)緊實(shí)時(shí)模型會(huì)發(fā)生變形，從而導(dǎo)致鑄件變形，最困難的問題是鋁合金鑄件的冷隔和皺皮缺陷以及灰鐵和球鐵件中的碳缺陷，這些問題是由金屬液中的模型熱解殘留物造成的，或是由此而顯著加重的，在黑色金屬 EPC鑄件中粘砂也是一個(gè)重要的問題，是由于振動(dòng)緊實(shí)不當(dāng)或熱干擾原因引起的。 。 ② 膠合面處的尺寸精度較低，每一膠合面會(huì)附加生產(chǎn) 。 %以內(nèi)，每增加 25mm則公差增加177。 EPC工藝所生產(chǎn)的鑄件尺寸精度提高，減少了機(jī)加工量，據(jù)報(bào)道， EPC工藝的尺寸精度超過了濕型工藝和樹脂工藝的精度（接近精密鑄 造），例如，通?？仔枰庸ぶ瞥龆?EPC工藝可直接鑄出直徑大于 6mm的孔，孔徑的重復(fù)精度相當(dāng)好，誤差一般在 %以內(nèi)。 鑄 件壁允許呈曲面，壁厚可以不均勻，用 EPC工藝生產(chǎn)的水泵殼體鑄件相當(dāng)光滑，出水量提高了 12%，重量降低了 25%，成本大大降低，取消砂芯也就取消了通常用于生產(chǎn)砂芯所必須的模具，芯砂混碾、造芯、緊實(shí)、硬化和清除砂芯，砂芯，砂芯結(jié)疤、破壞、與砂芯有關(guān)的氣孔和其它由于砂芯硬化引起的問題也就不復(fù)存在了。 由于干砂充滿模型的空腔，而由模型熱解后產(chǎn)生的氣體和液體體正常地排出，就可以不用砂芯，干砂充填模型空腔只需在模型上有一個(gè)小孔，而不需要傳統(tǒng)鑄造工工藝中的大砂芯，傳統(tǒng)的砂芯由芯撐和芯座支持固定，在澆注時(shí)有可能發(fā)生偏移使鑄件內(nèi)腔尺寸不精確，并使鑄件的壁厚發(fā)生變化。 傳統(tǒng)鑄造工藝中，砂芯與芯座之間以及砂箱之間的間隙，在澆注過程中會(huì)滲入金屬液，產(chǎn)生飛邊，清理鑄件時(shí)必須清 除掉，清除飛邊也會(huì)引起鑄件尺寸的變化。）才能夠起模，傳統(tǒng)鑄造工藝中的分型面表示模型的起模方向并限制了一個(gè)砂箱中所有容納的鑄件數(shù)，一般不太可能圍繞直澆道布置多層鑄 件，分型面也限制了澆口和冒口的位置，使?jié)部诤兔翱诓坏貌环旁谝蟪叽缇_的表面上，鑄件清除澆冒口的位置，使?jié)部诤兔翱诓坏貌环旁谝蟪叽缇_的表面上，鑄件清除澆冒口使尺寸精度受到影響，必須由機(jī)加工來修正。 第二章 消失模鑄造工藝 的優(yōu)點(diǎn) 消失模工藝具有明顯的工藝和設(shè)計(jì)上的靈活性，這是傳統(tǒng)鑄造工藝做不到的，除了改善環(huán)境外， EPC工藝最基本的優(yōu)點(diǎn)是取消了分型面、不使用含粘結(jié)劑的鑄型以及砂芯、提高鑄件的精度， EPC工藝省去了傳統(tǒng)鑄造工藝的混砂、造型、填砂、椿砂、振動(dòng)、壓實(shí)、刮砂、制芯硬化、拔模、合箱、澆口切割和費(fèi)時(shí)的落砂等工序。 EPC工藝使用 EPS或可發(fā)性 EPMMA制成的模型，每一鑄件澆注后模型被消耗掉，但有的模型可以在澆注前含粘結(jié)劑的型砂中取出。 Inc）的批準(zhǔn)，在此以后，該專利就無效了。 第一章 雙層砂箱：見圖 3，抽氣室設(shè)在砂箱的五個(gè)面上，且互相連通，使真空度上下均勻澆注時(shí)排氣更為暢通，砂箱剛度好，但加工費(fèi)用高，側(cè)面真空室篩網(wǎng)易損壞，一般使用較少。 側(cè)抽式：見圖 2，抽氣室設(shè)在一個(gè)側(cè)面，鑄造橫向形成一定真空梯度。抽氣室設(shè)在底部，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易方便，可滿足一般生產(chǎn)需要（高度小于 1米的砂箱）。（也可以不卡緊） 根據(jù)抽 氣室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分以下三種： 底抽式砂箱：見圖 1結(jié)構(gòu)示意圖。 起吊或行走運(yùn)送結(jié)構(gòu)。 箱體：為一面開口的斗子，內(nèi)放干砂和模型成鑄型。 在我國(guó)具體條件下普遍采用真空系統(tǒng)，工裝雖然增加了費(fèi)用，因有利于 消除氣孔等各種缺陷，對(duì)保證鑄件質(zhì)量和改善環(huán)保是十分有利的。 砂箱結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：輪轂砂箱設(shè)計(jì)有螺旋狀箱筋，與模型貼近，起了加固砂型的作用，可以抵抗球鐵共晶凝固時(shí)膨脹力的影響，避免型壁移動(dòng)造成尺寸偏差和內(nèi)部縮松問題。在國(guó)外我們參觀了許多生產(chǎn)線都不需要通過抽真空進(jìn)行澆注因而簡(jiǎn)化了砂箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少了投資（無需真空系統(tǒng)和管道，方便了澆注工序）。砂箱的共振頻率很重要。因此，通常要調(diào)整模型族的位置，避開砂箱的重心以得到正確的填充和緊實(shí)。離砂箱中心越遠(yuǎn)的模型更容易變形。振動(dòng)接觸點(diǎn)上有耐磨片。范圍內(nèi)。其液態(tài)收縮由澆注系統(tǒng)補(bǔ)給。（即大氣壓力冒口） 冒口設(shè)計(jì)原則及方法可參照砂型鑄造。冒口應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)置在熱 節(jié)部位，不受造型起模限制，只起撇渣作用的冒口則放在頂部。如才用加壓方法從鑄件底部充型；采用真空技術(shù)將金屬液吸入鑄件中，其前景很好。而手工澆注不便控制，廢品率比自動(dòng)澆注時(shí)的要高一些。 消失模鑄件在模型后退允許情況下，一般應(yīng)盡快澆注。澆口杯多采用砂型制造，生產(chǎn)鑄件還常采用過濾網(wǎng)。澆注過程中，負(fù)壓會(huì)發(fā)生變化，開始澆注后負(fù)壓降低，達(dá)到最低值后，又開始回升，最后恢復(fù)到初始值，澆注過程負(fù)壓下降最低點(diǎn)不應(yīng)低于（鑄鐵件） 100200mmHg，生產(chǎn)上最好控制在 200mmHg以上，不允許出現(xiàn)正壓狀態(tài)，可通過閥門調(diào)節(jié)負(fù)壓，保持在最低限以上。 表 6 合金種類 鑄鋁 鑄鐵 鑄鋼 負(fù)壓范圍（ mmHg） 50100 300400 400500 鑄件凝固，形 成外殼足以保持鑄件時(shí)即可停止抽氣，一般 5分鐘左右（根據(jù)壁厚定）為加快凝固冷卻速度也可延長(zhǎng)負(fù)壓作用時(shí)間。 （ 4） 密封下澆注，改善環(huán)境。 （ 2） 加快排氣速度和排氣量，降低界面氣壓，加快金屬前沿推進(jìn)速度提高充型能力，有利于減少鑄件表面缺陷。 五、 澆注工藝 澆注溫度的確定：由于模型氣化是吸熱反應(yīng)，需要消耗液體金屬的熱量，澆注溫度應(yīng)高一些，雖然負(fù)壓下澆注，充型能力大為提高，但從順利排除 EPS固、液相產(chǎn)物也要求溫度高一些，特別是球鐵件為減少殘?zhí)肌櫰さ热毕?，溫度偏高些?duì)質(zhì)量有利?？掳聪率?jīng)Q定 t=K1( 中小件用公式 K1是修正系數(shù)，有負(fù)壓時(shí) K1取＜ 1 一般為 T= K1 計(jì)算結(jié)果是一個(gè)參考值，通過澆注試驗(yàn)調(diào)整，有確切把握后可和模型聯(lián)在一起發(fā)泡成型是有利的。（如 ） Hp：壓頭高度，根據(jù)模型在砂箱中位置確定。計(jì)算方法可以有下列兩種： 經(jīng)驗(yàn)法：以傳統(tǒng)砂型工藝為參考查表或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算后，適當(dāng)調(diào)整，一般增大 1520%即可。高的直澆道（壓頭高）一般容易導(dǎo)致良好的鑄件質(zhì)量和澆注時(shí)的安全。 金屬壓頭，應(yīng) 超過金屬 EPS界面氣體壓力，以防嗆火。形狀簡(jiǎn)單，方形長(zhǎng)方形為主。（即內(nèi)澆道斷面最小。 澆道比例和引入位置 目前尚難做到普遍接受的澆注系統(tǒng) 原則，但下列規(guī)范是能得到共識(shí)而采用的。一般在高大鑄件時(shí)采用。但是如果采用實(shí)心直澆道時(shí)，大部分金屬?gòu)淖钌蠈觾?nèi)澆道引入金屬，多層內(nèi)澆道作用減弱。一般厚大件應(yīng)采取底注方式。因此應(yīng)將厚大平 面置于垂直方向而非水平方向。但卷入鑄件內(nèi)部碳缺陷常常出現(xiàn)。 側(cè)注：液體金屬?gòu)哪Ｐ椭虚g引入，一般在鑄件最大投影面積部位引入，可縮短內(nèi)澆道的距離。 定注：頂注充型所需時(shí)間最短，澆速快利于防止塌箱；溫度降低少，有利于 防止?jié)膊蛔愫屠涓羧毕?；工藝出品率高，順序凝固補(bǔ)縮效果好；可以消除鑄鐵件碳缺陷，但因難控制金屬液流，容易使 EPS熱解殘留物卷入，增碳傾向降低。 澆注位置還應(yīng)有利于多層鑄件的排列，在涂料和干砂充填緊實(shí)的過程方便支撐和搬運(yùn)，使模型某些部位可能加固，防止變形。 模型在砂箱中的位置應(yīng)有利于干砂充填，盡量避免水平面和水平向下的盲孔。 5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、 澆注位置的確定 確定澆注位置應(yīng)考慮以下原則： 盡量立澆、斜澆，避免大平面向上澆注，以保證金屬有一定上升速度。 加砂要均勻速度不能太快模型內(nèi)外均勻提高砂柱高度，長(zhǎng)桿及其它剛度低的模型特別要注意防止彎曲變形。 填砂操作注意事項(xiàng)： 填砂前應(yīng)檢查砂箱抽氣室隔離篩網(wǎng)有無破壞。 （ 2）邊填砂、邊振動(dòng)；填砂、緊實(shí)過程互相匹配效果優(yōu)于前者，尤其復(fù)雜模型，必須邊加砂、邊振動(dòng)，才能均勻充填模型的各個(gè)部分顯著減少模型變形。模型頂部干砂比底部干砂下降快，這樣做會(huì)肯定造成細(xì)長(zhǎng)復(fù)雜模型的變形。適于單一品種、大量流水生產(chǎn)線上使用。 （ 2）螺旋給料器加入砂箱中（如同樹脂砂），可移動(dòng)達(dá)到砂箱各部位，但落高不能調(diào)整。人為控制砂子落高，不損壞模型涂層，方便靈活，仔細(xì)按工藝要求操作，可達(dá)到良好效果。 （ 2）根據(jù)工藝要求，由人工或機(jī)械 手放置并用干砂固定，模型放置的方向（填砂方向）應(yīng)符合工藝要求。 三、 充填緊實(shí)工藝 填砂要求： ⑴ 砂床準(zhǔn)備（即予填砂）：按金屬種類，鑄件大小，砂箱底部一般予填干砂厚度在 100毫米以上?？焖偬钌昂途o實(shí)，可獲得最高生產(chǎn)率和最小變形。圖 3和圖 4顯示了典型垂直振動(dòng)時(shí)間與密度關(guān)系。一般選用振動(dòng)加速度在 12g范圍內(nèi)效果較好。振動(dòng)加速度減小。為精確測(cè)定灼燒減量，被測(cè)的干砂試樣是單篩砂，因?yàn)橛袡C(jī)物易于集中在顆粒小的砂粒之上。干砂運(yùn)輸應(yīng)穩(wěn)定操作，控制粉塵含量，氣力輸送系統(tǒng)需要大的回轉(zhuǎn)半徑，壓縮空氣應(yīng)干燥。 干砂粒度分布的變化對(duì)流動(dòng)性、透氣性、緊實(shí)性能會(huì)產(chǎn)生重要的變化，因此 應(yīng)在干砂處理過程中加以控制。一般干砂粒度分布要集中于一個(gè)篩號(hào)上，有助于保持透氣性，圓形砂流動(dòng)性和緊實(shí)性最好。沙粒粗大容易出現(xiàn)粘砂，鑄件表面粗糙。 干砂充填緊 實(shí)工藝設(shè)計(jì) 一、 干砂技術(shù)要求 常用的干砂是石英砂，黑色金屬選用粒度在 AFS4060之間，鑄鋁件可選用細(xì)砂 AFS50100。拔模斜度。 表 3 機(jī)械加工余量 鑄件最大外輪廓尺寸 mm 鑄鋁件 鑄鐵件 鑄鋼件 ＜ 50 頂 面 3 側(cè)、下面 2 50100 頂 面 3 側(cè)、下面 3 100200 頂 面 2 4 側(cè)、下面 3 3 200300 頂 面 4 側(cè)、下面 2 300500 頂 面 5 5 側(cè)、下面 3 4 4 ＞ 500 頂 面 6 6 側(cè)、下面 4 5 5 鑄件尺寸公差也介于普通砂型和石蠟精鑄之間表 4列出數(shù)據(jù)供參考。表 2 鑄件合金 鑄鋁 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 線收縮率（ %） 自由收縮 受阻收縮 設(shè)計(jì)時(shí)模型尺寸（ L模型）可按下式計(jì)算 L模型 =L鑄件 +K1* L鑄件 K1：可查表 2合金收縮值 設(shè)計(jì)模具型腔相應(yīng)尺寸（ L模具） = L模型 +K2* L模型 K2：為模型材料收縮值 當(dāng)鑄件尺寸很 小時(shí)，也可以忽略不計(jì)收縮值。 模型材料收縮，采用 EPS時(shí)