消失模壳铸造技术
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6种消失模铸造技术讲解消失模铸造技术是用泡沫塑料制作成与零件结构和尺寸完全一样的实型模具,经浸涂耐火粘结涂料,烘干后进行干砂造型,振动紧实,然后浇入金属液使模样受热气化消失,而得到与模样形状一致的金属零件的铸造方法。
消失模铸造技术1、压力消失模铸造技术压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合的铸造新技术,它是在带砂箱的压力灌中,浇注金属液使泡沫塑料气化消失后,迅速密封压力灌,并通入一定压力的气体,使金属液在压力下凝固结晶成型的铸造方法。
这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷,提高铸件致密度,改善铸件力学性能。
2、真空低压消失模铸造技术真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发展的一种新铸造技术。
真空低压消失模铸造技术的特点是:综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优势,在可控的气压下完成充型过程,大大提高了合金的铸造充型能力;与压铸相比,设备投资小、铸件成本低、铸件可热处理强化;而与砂型铸造相比,铸件的精度高、表面粗糙度小、生产率高、性能好;反重力作用下,直浇口成为补缩短通道,浇注温度的损失小,液态合金在可控的压力下进行补缩凝固,合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密;真空低压消失模铸造的浇注温度低,适合于多种有色合金。
3、振动消失模铸造技术振动消失模铸造技术是在消失模铸造过程中施加一定频率和振幅的振动,使铸件在振动场的作用下凝固,由于消失模铸造凝固过程中对金属溶液施加了一定时间振动,振动力使液相与固相间产生相对运动,而使枝晶破碎,增加液相内结晶核心,使铸件最终凝固组织细化、补缩提高,力学性能改善。
该技术利用消失模铸造中现成的紧实振动台,通过振动电机产生的机械振动,使金属液在动力激励下生核,达到细化组织的目的,是一种操作简便、成本低廉、无环境污染的方法。
4、半固态消失模铸造技术半固态消失模铸造技术是消失模铸造技术与半固态技术相结合的新铸造技术,由于该工艺的特点在于控制液固相的相对比例,也称转变控制半固态成形。
消失模壳铸造技术的应用现状消失模-型壳复合铸造是消失模铸造与溶模铸造相结合发展而来的一种新的复合铸造工艺如图1(6-11)。
该工艺有诸多优点;1:泡沫塑料模样结构设计灵活,尺寸稳定,收缩小,成本低,能够产生中大型复杂紧密铸件。
2:浇铸前脱去泡沫模样,可避免消失模铸件易出现的皱皮,夹杂等缺陷。
3:铸件具有溶模铸造精铸件的质量,且克服了溶模铸造不能用于大件及成本高的不足。
自20 世纪50 年代消失模铸造技术发明以来,它已取得了相当大的发展,在汽车行业中,如发动机的缸体、缸盖、电机壳体等复杂零件的铸造中已获得了广泛应用。
消失模型-壳铸造应用最广泛的金属材料主要集中在铸铁、铸钢等黑色合金上,其相关技术的理论研究和实际应用已经非常成熟,而Al、Mg 合金的消失模铸造技术发展相对较慢,Al 合金消失模铸件受到一些缺陷的困扰,废品率居高不下,应用推广受阻,而Mg 合金消失模铸造技术还未能在工业中获得实际应用,仍有许多问题亟待解决。
因此,开展Al、Mg合金消失模铸造技术方面的研究对于扩大消失模铸造技术的应用和推广具有重大的理论价值和实际意义。
图1 消失模壳型精密铸造技术方案相比其发达国家,我国消失模-型壳铸造产品的形状和品种基本类似,不过复杂程度和质量水平还相差很大。
所生产的铸件从早期的磨球,衬板,管状铸件逐步发展到曲轴,箱体,缸体类零件。
在消失模铸造技术的合金种类上,铸铁件的消失模铸造技术在我国已是基本成熟。
铸钢件的消失模铸造技术在我国也基本掌握。
据统计,2007年中国消失模铸件生产总量达64.8万吨,位居世界第一,2011年我国消失模铸件更是达到了150吨,但是在这些铸件中由特种铸造技术铸造成的铸件占有量却不到一半,特种铸造与传统铸造相比,不论从技术,规模,专用设备,自动化等方面都明显落后。
在我国这些技术都明显的落后于国外,而且从国外引进的设备技术还没有发挥其相应效益。
近年来我国在消失模-型壳铸造技术方面做了很多的研究,而且清华大学,上海交通大学,华中科技大学等高校率先对消失模-型壳铸造等几个特种铸造技术方面进行了研究,并取得了一批国际水平的研究成果。
消失模铸造名词解释
消失模铸造是一种先进的铸造技术,也被称为无模具铸造或虚拟模具铸造。
它是通过将铸造模具隐藏在消失模铸造机的内部而实现的。
与传统铸造相比,消失模铸造有许多优点,包括生产效率高、质量稳定、减少废料、节约能源等。
消失模铸造的模具是一个特殊的机器结构,由多个部分组成,包括支撑系统、冷却系统、气体供应系统等。
当铸造过程开始时,模具会由机器人或手动移动到铸造区域,然后通过气体或液体冷却系统进行冷却,确保模具内部完全干燥。
当铸造过程结束时,模具会自动从铸造区域中消失,留下成功的铸件。
消失模铸造的优点包括:
1. 生产效率高:消失模铸造机可以快速生产大量的铸件,减少了生产时间和成本。
2. 质量稳定:由于模具是隐藏在消失模铸造机内部的,因此铸件的质量非常稳定。
3. 减少废料:消失模铸造可以避免铸造废料的产生,减少了浪费和成本。
4. 节约能源:消失模铸造过程中,模具的加热和冷却系统可以节省能源。
消失模铸造是一种先进的铸造技术,具有许多优点,可以用于制造各种不同类型的铸件,包括汽车、航空航天、船舶、电子等各个领域。
随着消失模铸造技术的不断发展和完善,它将在未来的制造领域中发挥越来越重要的作用。
消失模铸造技术简介编辑消失模铸造工艺包括浇冒口系统设计、浇注温度控制、浇注操作控制、负压控制等。
浇注系统在消失模铸造工艺中具有十分重要的地位,是铸件生产成败的一个关键。
在浇注系统设计时,应考虑到这种工艺的特殊性,由于模型簇的存在,使得金属液浇入后的行为与砂型铸造有很大的不同,因此浇注系统设计必定与砂型铸造有一定的区别。
在设计浇注系统各部分截面尺寸时,应考虑到消失模铸造金属液浇注时由于模型存在而产生的阻力,最小阻流面积应略大于砂型铸造。
[1] 铸件工艺编辑由于铸件品种繁多、形状各异,每个铸件的具体生产工艺都有各自的特点,并且千差万别。
这些因素都直接影响到浇注系统设计结果的准确性。
为此,可将铸件以某种方式进行分类。
针对中小铸件,可按铸件生产工艺特点进行分类,如表1所示。
模型簇组合方式可基本反映铸件的特点,以及铸件的补缩形式。
浇注系统各部分截面尺寸与铸件大小、模型簇组合方式以及每箱件数都有关系。
为此,在设计新铸件的工艺时,应根据铸件特征,参照同类铸件浇注系统特点有针对性地进行计算。
因为模型的存在,在浇注过程中模型气化需要吸收热量,所以消失模铸造的浇注温度应略高于砂型铸造。
对于不同的合金材料,与砂型铸造相比,消失模铸造浇注温度一般控制在高于砂型铸造30,50?。
这高出30,50?的金属液的热量可满足模型气化需要的热量。
浇注温度过低铸件容易产生浇不足、冷隔、皱皮等缺陷。
浇注温度过高铸件容易产生粘砂等缺陷。
消失模铸造浇注操作最忌讳的是断续浇注,这样容易造成铸件产生冷隔缺陷,即先浇入的金属液温度降低,导致与后浇注的金属液之间产生冷隔。
另外,消失模铸造浇注系统多采用封闭式浇注系统,以保持浇注的平稳性。
对此,浇口杯的形式与浇注操作是否平稳关系密切。
浇注时应保持浇口杯内液面保持稳定,使浇注动压头平稳。
负压是黑色合金消失模铸造的必要措施。
负压的作用是增加砂型强度和刚度的重要保证措施,同时也是将模型气化产物排除的主要措施。
什么是消失模铸造一、什么是消失模铸造?消失模铸造技术是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂层并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在一定条件下浇注液体金属,使模型气化并占据模型位置,凝固冷却后形成所需铸件的方法。
对于消失模铸造,有多种不同的叫法。
国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“负压实型铸造”,简称EPC铸造。
国外的叫法主要有:Lost Foam Process (U.S.A)、P0licast Process(Italy)等。
与传统的铸造技术相比,消失模铸造技术具有与无伦比的优势,因此被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。
二、国外消失模铸造的发展简史?1956年美国人H.F.SHOYER开始了将聚苯乙烯泡沫塑料用于铸造的试验,并获得成功,引起了人们极大的兴趣,1958年以专利的形式公布于众,当时称之为“无型腔铸造”。
起初,该法只是用来制造金属雕像等艺术品铸件,以后经过许多实践和探索,1962年西德从美国引进专利,消失模铸造法才开始被开发,并在工业上得到应用。
1964年美国的T.R.SMITH发表了使用无粘结剂干砂造型生产消失模铸件的专利。
到了1967年,采用普通粘土砂和自硬砂的消失模铸造法获得了成功,并在许多国家得到了应用,生产了成千上万吨铸件,但无粘结剂干砂实型铸造却没得到发展,仍处于探索阶段。
在整个六十年代直至七十年代,消失模铸造法仅限于单件小批生产,典型产品是汽车模具、机器底座、艺术品等。
1968年,德国人E.KRYZMOWSKI在砂箱内抽成负压进行浇注,取得了专利,即现在的消失模铸造。
八十年代以前,由于专利的制约,生产中使用无粘结剂干砂消失模铸造受到限制;铸造界与其他产业部门协调不够;由于工艺不当、型砂和涂料不合适以及模型质量不高所导致的实型铸件外观及内在质量不够好,造成了一部分人的等待、观望甚至怀疑的态度,使得消失模铸造法发展缓慢。
消失模铸造流程嗨,朋友们!今天我要给你们讲讲一个超级酷的铸造技术——消失模铸造。
这可不是什么普通的铸造方法哦,就像一场神奇的魔术表演。
我有个朋友叫老李,他就在一家铸造厂工作,专门搞这个消失模铸造。
他给我讲了不少这里面的门道呢。
咱们先从最开始的模样制作说起吧。
你想啊,这就好比是给演员化妆,得把角色的模样整得清清楚楚。
在消失模铸造里,这个模样是用泡沫做的。
可不是咱们随便玩的那种泡沫啊,这是专门的可发性聚苯乙烯泡沫。
制作这个泡沫模样的过程就像是艺术家在雕刻作品。
工人师傅们根据要铸造的零件形状,用各种工具,有切割的,有打磨的,精心地把泡沫弄成需要的样子。
有时候,这泡沫模样还不是一个整体呢,可能是好几个部分组合起来的,就像拼积木一样。
我问老李:“这泡沫模样做起来很难吧?”老李笑着说:“那可不,得有耐心,就像伺候小娃娃一样,稍微不注意,模样就不精准了。
”模样做好了,接下来就是上涂料啦。
这涂料就像是给泡沫模样穿上一层铠甲。
为啥这么说呢?因为涂料有很多重要的作用呢。
它能让泡沫模样更结实,在后面的工序里不容易损坏。
而且啊,涂料还能影响铸件的表面质量。
涂涂料的时候啊,就像给蛋糕抹奶油一样,要涂得均匀,不能有厚有薄的。
要是涂得不好,那出来的铸件表面就像月球表面似的,坑坑洼洼的,这可不行。
老李他们厂里有专门的设备来涂涂料,不过工人师傅也得时刻盯着,确保每一个角落都涂到了。
我当时就感叹:“这也太细致了吧!”老李说:“那可不,铸造这事儿,细节决定成败啊。
”涂完涂料得让它干燥。
这个干燥过程可不能着急,就像烤面包一样,得慢慢来。
要是没干透就进行下一步,那就像房子没打牢地基一样,后面肯定得出问题。
干燥好了之后,这模样就算是准备得差不多了。
下面就是要把模样放到砂箱里啦。
这砂箱就像是一个大舞台,要把泡沫模样稳稳地放在上面。
砂箱里的砂子可不是普通的砂子哦,是有特殊要求的。
这些砂子会紧紧地包围着泡沫模样,就像一群保镖围着明星一样。
而且啊,砂子还得有一定的紧实度,不能太松也不能太紧。
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消失模壳铸造技术的应用现状
消失模-型壳复合铸造是消失模铸造与溶模铸造相结合发展而来的一种新的复合铸造工艺如图1(6-11)。
该工艺有诸多优点;1:泡沫塑料模样结构设计灵活,尺寸稳定,收缩小,成本低,能够产生中大型复杂紧密铸件。
2:浇铸前脱去泡沫模样,可避免消失模铸件易出现的皱皮,夹杂等缺陷。
3:铸件具有溶模铸造精铸件的质量,且克服了溶模铸造不能用于大件及成本高的不足。
自20 世纪50 年代消失模铸造技术发明以来,它已取得了相当大的发展,在汽车行业中,如发动机的缸体、缸盖、电机壳体等复杂零件的铸造中已获得了广泛应用。
消失模型-壳铸造应用最广泛的金属材料主要集中在铸铁、铸钢等黑色合金上,其相关技术的理论研究和实际应用已经非常成熟,而Al、Mg 合金的消失模铸造技术发展相对较慢,Al 合金消失模铸件受到一些缺陷的困扰,废品率居高不下,应用推广受阻,而Mg 合金消失模铸造技术还未能在工业中获得实际应用,仍有许多问题亟待解决。
因此,开展Al、Mg合金消失模铸造技术方面的研究对于扩大消失模铸造技术的应用和推广具有重大的理论价值和实际意义。
图1消失模壳型精密铸造技术方案
相比其发达国家,我国消失模-型壳铸造产品的形状和品种基本类似,不过复杂程度和质量水平还相差很大。
所生产的铸件从早期的磨球,衬板,管状铸件逐步发展到曲轴,箱体,缸体类
零件。
在消失模铸造技术的合金种类上,铸铁件的消失模铸造技术在我国已是基本成熟。
铸钢件的消失模铸造技术在我国也基本掌握。
据统计,2007年中国消失模铸件生产总量达64.8万吨,位居世界第一,2011年我国消失模铸件更是达到了150吨,但是在这些铸件中由特种铸造技术铸造成的铸件占有量却不到一半,特种铸造与传统铸造相比,不论从技术,规模,专用设备,自动化等方面都明显落后。
在我国这些技术都明显的落后于国外,而且从国外引进的设备技术还没有发挥其相应效益。
近年来我国在消失模-型壳铸造技术方面做了很多的研究,而且清华大学,上海交通大学,华中科技大学等高校率先对消失模-型壳铸造等几个特种铸造技术方面进行了研究,并取得了一批国际水平的研究成果。
对促进我国的航天,航空,汽车,军工,电子等方面做了巨大的贡献。
而且我们也应该致力于这方面的研究,使消失模-型壳铸造技术真正的成为21世纪的绿色铸造技术。
[ 6] Ashto n M C, Sharman S G, Br ookes A J. T he r epli cast CS( cer amic shell) process[ J] . M aterials and De sig n, 1984, 5( 5) : 6970.
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[ 11] 袁子洲, 张劲松, 陈秀娟. 消失模精密铸造工艺研究[ J] . 特种铸造及有色合金, 2003( 4) : 4647.
消失模悬浮铸造技术
消失模悬浮铸造技术是消失模铸造工艺与悬浮铸造结合起来的一种新型实用铸造技术。
该技术工艺过程是金属液浇入铸型后, 泡沫塑料模样气化, 夹杂在冒口模型的悬浮剂( 或将悬浮剂放置在模样某特定位置或将悬浮剂与EPS 一起制成泡沫模样) 与金属液发生物化反应从而提高铸件整体( 或部分) 组织性能。
该方法发明于前苏联, 发展和成熟于美国和日本。
表2 是主要悬浮剂的种类和作用。
目前主要应用范围是型内局部合金化、型内孕育与球化、成形金属基复合材料等[ 18] 。
型内局部合金化是在铸型内某些有特殊要求的部位设法改变合金的局部成分而不改变其他部位的成分, 如制备抗磨铸件/ 普通铸铁材料复合、A-l Cu/ Al 合金和ZZnAl11-1/ ZZnAl4-1 等。
型内孕育与球化是在型内房子孕育剂和球化剂而使金属液变质和球化, 如生产QT500-5/ HT200-40复合铸铁等。
制备金属基复合材料方法( MMC) 目前已能制备很多金属及复合材料, 如A l2O3( p) / Al、Al2O3( p) / Zn、S iC( p) / Zn、不锈钢纤维/ Al 复合材料。
现在在国内该型技术还没成熟。
就是在我国起步最早的铝镁合金特种铸造技术上,该技术也是不成熟。
但是该技术作为近无余量、精确成形的新技术,适合生产复杂零件。
对我国的航天及军工产业都是有很大的推动作用。
而且进入21世纪以来资源对人类来说是一个十分重要的话题,这不仅关系到我们的子孙,也关乎人文明的发展。
消失模悬浮铸造作为21世纪的“铸造中的绿色工程”[1 -6],自然被各国所重视。
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(18) 陶杰. 消失模铸造方法与技术[ M] . 南京: 江苏科技出版社, 2003.。