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第四章特种铸造介绍PPT课件

第四章特种铸造介绍PPT课件
制造母模→制造压型→制造熔模→型壳的制造→浇注
熔模铸造动画演示
熔模铸造过程示意图
2 制蜡模设备
压型是用来制造熔模的重要工艺装备。压型要求： 制出的熔模能达到要求的尺寸精度和表面粗糙度；
压蜡机
压 型
蜡 模
3 压制熔模
(1)常用的模料
低熔点模料：由石蜡和硬脂酸各50%配制而成。 优点：熔点低(50~60℃)，制备简单，流动性好； 缺点：其热稳定性差，强度低，焊接性和涂挂性差， 收缩率大。
第三章 特种铸造
特种铸造是指砂型铸造方法以外的铸造方法。 常见特种铸造主要有：
1 熔模铸造 2 金属型铸造 3 压力铸造 4 低压铸造 ５ 离心铸造 ６ 实型铸造
一 熔模铸造
1概述
采用蜡质材料制成模型，在模样上涂挂 若干层耐火涂料制成型壳，经硬化后再将模 样熔化，排出型外获得无分型面的铸型。铸 型经过低温烘烤和高温焙烧后进行液体金属 的浇注。
5 离心铸造的应用
离心铸造主要用来生产大批套、管类铸件，如 铸铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等铸件的制 造。
最大重量达几公斤到十多吨，离心 铸件最大直径可达3米，最大长度8 米
六 实型铸造
1 概述
实型铸造又称“气化模造型”或“消失模铸 造”，采用聚苯乙烯发泡材料制得的模型（气化 模）代替木模造型，造型后不用起模直接将金属 液浇注到气化模上，使其气化并形成空腔来容纳 金属液，从而冷却凝固后获得铸件的方法。
涂料机械手
涂料机械手正在涂料制壳
自动化制壳过程
制备好的模壳
焙烧，浇注
5 熔模铸造的特点及适用范围
❖ 铸件尺寸公差可达IT11～IT13；表面粗糙度 Ra值为12.5～1.6μm。 ❖ 适合各种合金的铸件。尤其是熔点高、难切 削的高合金铸钢件的制造。 ❖ 可铸出形状较复杂、不能分型的铸件。 ❖ 工艺过程复杂、工序多，生产周期长 ❖ 铸件的重量一般不超过25kg。 ❖ 冷却速度慢，铸件晶粒粗大。 ❖ 某些原材料，如硅酸乙酯、刚玉粉等价格贵， 来源少

消失模铸造1

消失模铸造1

2-4 造型与浇注
四、浇注工艺 1、浇注温度 消失模的浇注工艺比普通砂型铸造要复杂得多。 泡沫塑料的气化是吸热反应。
消失模铸造的浇注温度要高于普通铸造的浇注温度。铸铁件20－80 ℃ ， 铸钢件10－40 ℃ ，铸铝件50－80℃。 2、浇注速度 消失模铸造的浇注时间比普通铸造短15%-20%。防止塌箱、浇不足和冷隔。 适宜的浇注速度应使金属液在铸型内得上升速度接近泡沫塑料得气化速度。 3、负压（真空度） 负压的作用：固定干砂，防止铸型崩散和移动；加快排气；提高充型能力。 负压范围：铸铝50－100kPa，铸铁300－400 kPa，铸钢400－500 kPa 负压保持时间：t＝kM2 t－负压时间，min；M－铸件模数，cm
铸造企业到中小铸造企业，消失模铸造的应用范围正 在不断扩大。
2-1 概述
一、消失模铸造的工艺过程 把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模型放入砂箱，四周用
干砂或自硬砂充填紧实，浇注时高温金属液使泡沫塑料模型
热解“消失”，并占据模型所退出的空间，最终获得铸件的 方法。干砂造型消失模工艺过程：
预发泡
造型
发泡成形
1 、可发泡的聚苯乙烯EPS
消失模铸造用的聚苯乙烯珠粒是一种高发泡、硬质、闭孔结构的泡 沫塑料。分子结构是含碳92％，氢8％长链状分子。 对聚苯乙烯的基本要求： （1）发泡剂(戊烷)的合适含量：6.0%-6.5%（最少不得低于5％）。 发泡剂含量决定了泡沫塑料的密度，从而影响铸件的质量。模型 密度大是造成铸件许多缺陷的主要原因。
2-2
泡沫塑料模型
4、模型熟化 将二次发泡成形的模型放在50－70℃的烘干室内强制干 燥5－6h，快速完成模型熟化，使模型尺寸稳定。 5、模型粘结
复杂的铸件模型通常采用分片成形，然后粘结的方法制

第2章消失模铸造

第2章消失模铸造
第二章
消失模铸造
• 定义：消失模铸造（Lost Foam
Casting）又称气化模铸造（Evaporative Pattern Casting）或实型铸造（Full Mold Casting）。它是采用泡沫塑料模样代替普 通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样 、直接浇入金属液，在高温金属液的作用 下，模样受热气化、燃烧而消失，金属液 取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置， 冷却凝固后即获得所需的铸件。
• 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。 • 1982年美国首先公开了世界上第一条生产复杂铝铸 件的消失模铸造生产线。至此，消失模铸造作为一 种全新的铸造工艺方法被应用于生产。 • 1990年美国通用汽车公司在Saturu建立了一个年产 5.5万吨的新铸造厂，其中有三条全自动的消失模铸 造生产线，生产铝合金四缸缸体、缸盖和珠光体球 铁曲轴及两种型号的差速器壳体。
图4
美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分： ①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造 2. 根据浇注条件分： ①普通消失模铸造 ②负压消失模铸造
消失模铸造的工艺过程示意图
图7-15 消失模铸造工艺示意图 1-干砂或旧砂；2-密封塑料薄膜；3，14-干砂或自硬砂；4-冒口；5-模样；6-抽气室； 7-抽气管；8-浇口杯；9-直浇道；10-横浇道；11-有底砂箱；12-金属丝网 13-多孔隔板
消失模铸造与其他铸造方法的主要区别在于 它所特有的白区与黑区部分。白区指制模工部和模 型组合及涂料烘干工部；黑区指造型浇注工部。 白模制作的工艺流程

第2章消失模铸造(课堂PPT)

第2章消失模铸造(课堂PPT)
用
1.应用的铸件合金种类 铝合金、特种铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、 特种铸钢、普通碳钢、低碳钢及不锈钢。
2.应用成功典型铸件 （1）抗磨铸件－磨球、衬板、锤头
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高铬铸铁衬板
磨球
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• （2）耐热铸件
高铬镍耐热耐蚀合金料框 高铬耐热耐磨铸件炉篦子
• 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 ；1958年以专利的形式公 布于众，当时称之为“无型腔铸造”。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。
5.采用无任何粘结剂的干砂造型，消除了水、粘结剂和附加物 带来的铸造缺陷。
6.易于实现机械化、自动化生产，由于工序的减少和必需设备 的简化，使投资减少。
7.节材、节能，旧砂回用率可达95%以上，不需要像粘土砂生 产线那样的砂处理成套设备。
8.铸件成本可降低10%～40%（铸钢件成本可降低40%左右，铸
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烟台宏源特种铸造厂生产的耐热钢铸件
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• （3）其他特型铸件
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图4 美国Intermet Foundry公司消失模铸造产品
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图5
欧美一些消失模铸造企业的黑色合金铸件
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九、消失模铸造工艺
• 分类： 1. 根据铸型材料分：
①自硬砂消失模铸造 ②无粘结剂干砂消失模铸造
消失模铸造与其他铸造方法的主要区别在于
它所特有的白区与黑区部分。白区指制模工部和模 型组合及涂料烘干工部；黑区指造型浇注工部。

第四章特种铸造介绍PPT课件

第四章特种铸造介绍PPT课件
压铸过程主要由压铸机来实现。压铸机分热 压室式和冷压室式两类。
压铸工艺过程演示
2 压铸设备
（1）热压室压铸机 压室与熔化金属液的坩埚连成一体，压射活塞浸 在金属液中，采用杠杆机构使活塞动作以实现压 铸过程。
热压室压铸的特点 1）生产效率高； 2）金属浪费少； 3）工艺稳定； 4）金属液较干净，获得铸件的质量好； 但压室和活塞长期浸在金属液中，使其寿 命有限，目前热压室压铸机只用于压铸一些 低熔点合金铸件，如铅、锡和锌等合金件。
１)、金属型模具示例
２) 金属型铸造设备
国内外已有许多专用金属型铸造机，如铝缸盖、铝 缸体、铝活塞、铝进气歧管等金属型铸造机。
三 低压铸造
1 概述 低压铸造是介于压力铸造和重力铸造之 间的一种铸造方法。
1）液态金属在压力作用下由下而上地充满型腔， 并在外力的作用下结晶凝固，进行补缩；
2）低压铸造的充型速度为20～60千牛/米2 （压 力铸造为高速高压几千～几万千牛/米2）
制造母模→制造压型→制造熔模→型壳的制造→浇注
熔模铸造动画演示
熔模铸造过程示意图
2 制蜡模设备
压型是用来制造熔模的重要工艺装备。压型要求： 制出的熔模能达到要求的尺寸精度和表面粗糙度；
压蜡机
压 型
蜡 模
3 压制熔模
(1)常用的模料
低熔点模料：由石蜡和硬脂酸各50%配制而成。 优点：熔点低(50~60℃)，制备简单，流动性好； 缺点：其热稳定性差，强度低，焊接性和涂挂性差， 收缩率大。
中熔点模料：多数采用以松香为基体的模料。
优点：熔点(80~100 ℃ ）、软化点（40~50 ℃ ）和强 度都较高；涂挂性也较好，焊接性好。
缺点：流动性差，收缩率大，模料回收率低，反复使 用时会变脆。

第五节 特种铸造-31页PPT资料

第五节 特种铸造-31页PPT资料
主要用于有色金属铸件的大批量生产。 如：铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜瓦等。
三、压力铸造（简称压铸）
在高压下(5~500MPa)快速(浇口速度达30~60m/s， 0.001~0.2s )将液态或半液态合金压入金属铸型中, 并在压力下结晶，以获得铸件的方法。
专用设备:压铸机，专用压型—压型 1 . 压力铸造工艺：预热金属铸型，喷涂料；合型， 注入金属液；压射冲头在高压下推动金属液充满型 腔并凝固；打开铸型，顶杆顶出铸件。
压力铸造主要用于熔点较低的锌、铝、镁及铜合金铸件的生产。 在汽车，仪表行业,广泛应用。如，发动机汽缸体，汽缸盖， 仪表和照相机的壳体与支架，等等．
四、低压铸造
使液态合金在压力下，自下而上地充填型腔，并 在压力下结晶、以形成铸件的工艺过程。 1、低压铸造基本原理
低压铸造过程 2、特点及应用 特点: （1）充型压力和速度便于控制，适应各种铸型。 （2）铸件的组织致密，机械性能较高。 （3）不用冒口补缩，金属利用率高。 （4）铸件尺寸、形状范围广。 适用范围：
（1) 减缓冷却速度,防白口.
（2) 防高温液体对铸型直接冲刷,保护型壁表面．
（3) 有一定蓄气、排气能力,防气孔.
铸铁—石墨粉涂料,炭墨涂料; 铝合金—氧化锌涂料,滑石粉 3）合理浇注温度：比砂型铸造高２0—３0℃． 4）适宜出型时间：在型内冷却时间不宜过长．否则，收缩快， 收缩量大—出型难 ，铸造应力和裂纹倾向大．
一般用来生产铝、镁合金精密铸件。也能铸造各 种合金。
低压铸造工艺原理
压缩气
主要步骤
通气充型 加压凝固 放气开模
铸型 坩埚炉
熔化黄铜水
五、离心铸造
将液态合金浇入高速旋转(250~1500r/min)的铸型中， 使液态合金在离心力作用下填充铸型并凝固的铸造方法。 1、离心铸造的生产方式： 1）离心铸造是在离心铸造机上进行的，其过程是：将金 属型型腔清理干净，喷涂料，铸型旋转，浇入定量金属液， 待一定时间后停止旋转，取出铸件。 2）按离心铸造旋转轴的位置分为： 立式：铸型绕垂直轴旋转，用于生产圆环铸件； 卧式:铸型绕水平轴旋转，用于生产管类和套类铸件。 离心铸造的铸型主要使用金属型，也可以用砂型。

《消失模铸造简介》课件

《消失模铸造简介》课件
清理处理
对铸件表面进行清理，去除多余的砂粒和杂物，进行后续加 工处理。
03
消失模铸造材料选择
铸铁
灰铸铁
具有良好的铸造性能和切削加工性能 ，广泛应用于汽车、拖拉机、机床等 机械制造业。
球墨铸铁
具有较高的强度和塑性，适用于制造 受力较复杂、要求承受冲击、耐磨损 的零件。
铸钢
碳素铸钢
具有良好的韧性和塑性，适用于制造要求承受较大载荷和冲击的零件。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，消失模铸造工艺 将更加成熟，生产效率更高，成本更低
。
智能化发展
随着智能化技术的不断发展，消失模 铸造工艺将逐步实现智能化生产，提
高生产效率和产品质量。
环保要求提高
随着环保要求的不断提高，消失模铸 造工艺将更加注重环保方面的研究和 改进。
应用领域拓展
随着消失模铸造工艺的不断完善和应 用领域的拓展，该工艺将在更多领域 得到应用和推广。
优势分析
高效节能
消失模铸造工艺能够显 著提高生产效率，减少 能源消耗，降低生产成
本。
轻量化设计
由于该工艺能够实现近 净成形，因此可以减少 后续加工量，降统铸造方法难以 实现的复杂结构，提高
产品性能。
环保
该工艺减少了废砂、废 渣的产生，降低了对环
境的污染。
由于塑料泡沫模型在高温下气化消失，不 会对金属零件产生任何残留，因此可以获 得高精度的金属零件。
适用范围广
低成本
消失模铸造技术可以应用于各种金属材料 ，如铸铁、铸钢、铝合金等，适用于生产 各种复杂形状的金属零件。
消失模铸造技术可以大幅度减少材料浪费 和加工成本，提高了经济效益。
消失模铸造的应用领域

消失模铸造工艺设计ppt课件-14页文档资料

消失模铸造工艺设计ppt课件-14页文档资料

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（4）制模：制模在制模机上进行，将熟化后的聚苯乙烯 珠粒用压缩空气发送到模具内，通入蒸汽使其软化膨 胀，珠粒间受热融合，黏结成型，模具冷却后开模， 取出模样。
（5）组模：将制成的模样与切割的浇道、浇口等粘接在 一起，形成浇注模。
填砂
填充的干砂温度不能高于50℃，特别是经过使 用后的干砂，必须经过冷却处理，与新砂混合 后才能使用。 泡沫塑料模样放入砂箱前，需在砂箱底部预先 放入一层底砂，经振实、挂平，其厚度一般为 100mm左右，再将上好涂料的模样组（带有 浇、冒口）放在上面，边填砂，边紧实。干砂 的充填和紧实过程必须保证干砂能充填到模型 内部的空腔，并具有足够高的紧实密度，在浇 注过程中起支撑作用。
消失模铸造工艺流程图
制模工艺
• 目前，消失模模样所用的原材料主要有可发泡聚 苯乙烯（EPS）、可发泡聚甲基丙烯酸甲酯 (EPMMA)、苯乙烯和甲基丙烯酸甲醋的共聚物 （STMMA）等。EPS模样发气量 低，残留物量少， 密度小、气化迅速、价格适中等优点，但EPS模样 容易引起铸铁件表面产生光亮碳缺陷和使铸钢件 表面增碳，而采用EPMMA模样对解决增碳、皱皮、 黑渣等缺陷非常有效，但是， EPMMA的发气量大， 约是EPS的1.5倍。STMMA是苯乙烯和甲基丙烯酸甲 醋的共聚物，兼有前两者的优点。
消失模工艺简介：
• 消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸 件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成 模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在 干石英砂中振动造型，在负压下浇注， 使模型气化，液体金属占据模型位置， 凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
消失模铸造工艺流程为：
1）制作泡塑气化模； 2）组合浇注系统； 3）气化模表面刷、喷特制耐火涂料并烘干； 4）将特制隔层砂箱置于振动工作台上； 5）填入底砂（干砂）振实，刮平； 6）将烘干的气化模放于底砂上，填满干砂，微振适当时间 刮平箱口； （填沙） 7）用塑料薄膜覆盖，放上浇口杯，接真空系统抽真空，干 砂紧固成型后，进行浇注，气化模气化消失，金属液取代其 位置； （浇注） 8）释放真空，待铸件冷凝后翻箱，从松散的砂中取出铸件。
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16－22kg/m3 ）。干燥、不含杂物。热解产物发气量小，使液态 金属顺利充型。 3、具有一定的强度和刚度，保证操作过程中不被损坏、不变形。
第二章 消失模铸造
2-2 泡沫塑料模型
二、模型材料的选择 模型材料采用泡沫塑料，是以合成树脂为母材的内部有无数微 小气孔结构的塑料。它是泡孔不连通，热导率低，密度合适 且发气量小、热解产物少的泡沫塑料。生产中用作铸造模型 的泡沫塑料有3种：可发泡聚苯乙烯EPS，可发泡聚甲基丙烯 酸甲脂EPMMA， EPS与EPMMA的共聚料STMMA。
产物碳渣多）。 国产EPS珠粒型号：301A、301、302A、302、401、402、501。 301的规格：目数15－16，粒径0.9-1.43mm，密度1.03g/cm3（未发
泡），发泡剂含量6％－8％，残留单体含量<0.1%，含水量<0.5% 。
第二章 消失模铸造
2-2 泡沫塑料模型
2、可发泡聚甲基丙烯酸甲脂EPMMA 分子中含两个氧原子，含碳量60％。 特点：分解产物主要是气体，液相、固相产物少，发气量大，浇注 时易“反喷”，易产生气孔缺陷；残留物少，有利于消除碳缺陷； 发泡剂储存期长，模型收缩小于EPS、尺寸稳定，模型干燥后 泡沫塑料模型
EPS加热热相变：105℃－热变形(软化区域) 165 ℃－熔融（液态区域） 396 ℃－解聚（汽化区域） 576 ℃－裂解（燃烧区域） 700 ℃－完全汽化，充分燃烧。
浇注铝合金时，聚苯乙烯裂解不充分，主要产物是液体，燃烧不充分。 浇注铸铁和铸钢时，裂解充分，发气量大，同时大量产生碳。 EPS分子中不含O原子，燃烧不充分，发气量较小，易产生碳缺陷（热解
上的钢铸件，可用EPS。 （2）对表面增碳有严格要求的低碳钢铸件最好采用STMMA。 （3） 对表面增碳要求特高的少数合金钢件可用EPMMA。 （4） 球铁件对于卷入炭黑夹渣敏感，通常采用STMMA。 （5）对于表面光洁要求高的薄壁铸件（不论是灰铁、球铁还
是铸钢），采用STMMA，且用最细的珠粒。 （6）珠粒大小的选择：保证最小壁厚处有3个珠粒。珠粒发
第二章 消失模铸造
2-1 概述
一、消失模铸造的工艺过程 把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模型放入砂箱，四周用
干砂或自硬砂充填紧实，浇注时高温金属液使泡沫塑料模型 热解“消失”，并占据模型所退出的空间，最终获得铸件的 方法。干砂造型消失模工艺过程： 预发泡 发泡成形 浸涂料 烘干 （白区） 造型 浇注 落砂 清理（黑区） 近年来采用干砂造型的消失模铸造发展迅速。
第二章 消失模铸造
2-2 泡沫塑料模型
1 、可发泡的聚苯乙烯EPS 消失模铸造用的聚苯乙烯珠粒是一种高发泡、硬质、闭孔结构的泡
沫塑料。分子结构是含碳92％，氢8％长链状分子。 对聚苯乙烯的基本要求： （1）发泡剂(戊烷)的合适含量：6.0%-6.5%（最少不得低于5％）。
发泡剂含量决定了泡沫塑料的密度，从而影响铸件的质量。模型 密度大是造成铸件许多缺陷的主要原因。 （2）剩余聚苯乙烯单体含量<0.5％。聚苯乙烯单体有毒，发泡阶 段易粘结。 （3）珠粒粒度小而均匀，保证得到光洁、平整的发泡模型。保证铸 件最小端面有3颗以上预发珠粒。 （4）相对分子质量合适：18万－27万。分子量大的珠粒强度、刚 度大，不易蠕变。
3、EPS与EPMMA的共聚料STMMA STMMA是EPS和EPMMA按一定比例配制的共聚料，在解决碳缺 陷和“反喷”两方面都取得较好的效果。目前铸钢和球铁生产中 广泛采用的新材料。但发气量仍大于EPS。
第二章 消失模铸造
2-2 泡沫塑料模型
三、模型材料的选用 （1）对于增碳量没有特殊要求的铝、铜、灰铸铁和中碳钢以
三、应用范围 适合生产结构复杂的各种大小的较精密铸件，合金种类不限，生
产批量不限。如灰铸铁发动机箱体、高锰钢弯管等。
第二章 消失模铸造
铸件尺寸/mm
<25 25－80 80－125 125－175
公差/mm
0.17 0.25 0.3 0.43
第二章 消失模铸造
第二章 消失模铸造
第二章 消失模铸造
第二章 消失模铸造
消失模铸造
消失模铸造LFC（lost foam casting），又称汽化 模铸造，以尺寸精度高、表面光洁、少污染等优点被 誉为“绿色铸造技术”、“21世纪的铸造方法”。
消失模铸造已从技术革新期进入快速成长期，从大 批量生产到单件小批量生产；从铸钢、灰铸铁件到有 色金属铸件；从中大件到各种大小的铸件；从大中型 铸造企业到中小铸造企业，消失模铸造的应用范围正 在不断扩大。
2-2 泡沫塑料模型
一、对模型的要求 模型是消失模铸造成败的关键环节之一，对铸件的外部质量和内部 质量都有影响。模型还直接与金属液接触并参与传热、传质、传动 量和复杂的物理化学反应。 消失模铸造必须重视模型的质量！
对模型质量的要求： 1、形状正确，尺寸精度和表面粗造度符合要求。 2、密度合适：16－25kg/m3（铸铝模型22－25kg/m3，铸钢和模型
泡倍数为30－40，原始珠粒大小为该铸件壁厚的1/91/10。
第二章 消失模铸造
2-2 泡沫塑料模型
三、泡沫塑料模型的制作 泡沫塑料模型的制作方法：板材加工，发泡成形。 1、预发泡 原理：加热到80℃以上，聚苯乙烯开始软化，戊烷形成气泡核心，蒸 汽向泡内渗透，泡孔涨大。 设备：间隙式蒸汽预发机。 发泡温度:EPS105-150 ℃, EPMMA 120-130 ℃ ,STMMA105-115 ℃。 预发后含水量：10％。 2、预发珠粒的熟化处理 熟化处理：预发珠粒必须经过储存一个时期，让空气进入泡孔，消除 泡孔内的真空，使珠粒富有弹性的过程。内含发泡剂3.5％以上。 方法：室温下堆积存放10－60 h。
第二章 消失模铸造
第二章 消失模铸造
2-1 概述
二 工艺特点 1、铸件精度高：CT6-CT9. 无砂芯，减少了由于型、芯组合产生
的误差，减少了机械加工时间。 2、不开箱取模，无分型面，因而铸件无毛刺、飞边；设计灵活，
为铸件结构设计提供了充分的自由度。 3、清洁生产。无化学粘结剂，减少了噪音和粉尘。 4、降低投资和生产成本。