《特种成型技术》课程报告
院系：材料科学与工程
专业：高分子成型加工及模具
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指导老师：李杏瑞李福山李永刚时间：2015年11月10日
（一）液态成型部分
一、消失模铸造
消失模铸造，又称“气化模造型”、“泡沫聚苯乙烯塑料模造型”、“无型腔铸造”或“实型铸造”。
1.消失模铸造的实质
采用泡沫聚苯乙烯塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇人金属液，在灼热液体金属的热作用下，泡沫塑料模气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件。
2. 消失模铸造的主要工艺过程
消失模模样的制造→模样与浇冒口的粘合→模样涂挂涂料和干燥→填干砂并振动紧实→浇注落砂清理。
3.消失模铸造特点
消失模铸造主要有以下五方面特点：
(1) 消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新工艺。由于采用了遇金属液即汽化的泡沫塑料制作模样，无需起模，无分型面，无型芯，因而铸件无飞边毛刺，减少了由型芯组合而引起的铸件尺寸误差。铸件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模铸造，但铸件的尺寸可大于熔模铸件。
(2)为铸件结构设计提供了充分的自由度。
在设计机械产品时，必须对铸造零件进行结构工艺分析，包括该铸件结构是否合理，制模、起模、下芯是否方便，铸件的尺寸精度及冶金质量能否保证等。实型铸造由于模样没有分型面，不存在分型起模等问题，各种形状复杂的铸件模样均可采用消失模材料粘合，成形为整体，因而改变了砂型铸造时铸件结构工艺性的内涵，很多普通砂型铸造难以实现的问题在实型铸造时根本不存在任何困难，产品设计者可根据总体的需要设计铸件的结构，增大了铸造零件设计的自由度。
(3) 消失模铸造的工序比砂型铸造及熔模铸造大大简化。
实型铸造采用泡沫聚苯乙烯塑料制模比用木材或金属制造模的过程简单得多，加工容易，粘合方便，制模效率一般可提高1—3倍。在多数情况下不用砂芯，省去芯盒制造、芯砂配制、芯骨准备、砂芯的制造及烘干等工序。造型时，
不起模、不修型、不下芯和配箱等。造型效率可提高2—5倍。同时，降低了劳动强度，改善了劳动条件。
(4)提高冒口的金属利用率。实型铸造的冒口模样也是采用泡沫聚苯乙烯塑料制成的，由于不起模，可安放在铸件上的任何位置，可制成所需的各种形状，包括半球形的暗冒口，可显著地提高冒口的金属利用率。
(5)减少材料消耗，降低铸件成本。采用实型铸造可节省大量木材，所用的泡沫塑料模的成本，一般只为木模的三分之一左右。如果采用无粘结剂干砂实型铸造，可节省大量的型砂粘结剂，砂子可以回用。型砂处理简单，所需的设备少，可节省投资60％一80％。就总体来说，实型铸件的制造费用一般比普通砂型铸件低。
4.消失模铸造存在的问题
泡沫塑料模只能浇注一次，每生产一个铸件就消耗一个模样，增加了铸件的成本；泡沫塑料的密度小、强度低，若采用普通型砂造型，模样容易产生变形，影响铸件尺寸精度；泡沫聚苯乙烯塑料摸样在浇注过程的气化、燃烧，产生大量的烟雾和碳氢化合物，影响工人浇注操作和车间的环境卫生；对于具有凹深空腔、形状复杂的铸铁件，采用实型铸造，铸铁件容易产生皱皮缺陷；铸钢件采用实型铸造时，铸件经常产生渗碳现象等。
4.消失模铸造适用范围
(1) 合金种类：铝、铸铁(灰铁和球铁)、铜及除低碳钢以外的铸钢(因消失模在浇注的熔失过程中会对低碳钢产生增碳作用，使低碳钢的含碳量增加)。
(2) 铸件壁厚3mm以上。
(3) 铸件质量范围在几公斤以上至几十吨。
(4) 生产批量可单件小批亦可成批大量。
(5) 只要砂子在消失模模样中能得到足够紧实，对铸件的结构形状几乎无特殊限制。
二、负压实型铸造
负压实型铸造是将泡沫塑料气化模置于可抽真空的特制砂箱内，填入不含粘结剂和水分的单一型料，再用塑料薄膜覆盖箱口，然后抽真空，在不起模和负压的情况下浇注就可得到铸件的铸造方法。
1. 负压实型铸造法工艺过程
将覆有涂料的泡沫塑料模置于可抽真空的特制砂箱内，填人干砂或铁丸，使其充填模样的内外型直至砂箱的上口；并加以微震紧实成实体的铸型；然后，用塑料薄膜覆盖住砂箱上口，以确保铸型呈密封状态；再将浇口杯和冒口圈放置在直浇口和冒口位置的塑料薄膜上。同时，又在密封薄膜上另撒上一层干砂，以防止浇注过程中溅出的金属液烫坏塑料薄膜影响铸型内的真空度。浇注时，开动真空泵抽真空，借助砂箱内的负压与箱外形成“压力差”，使铸型紧实。随即可以进行浇注，待铸件表面层凝固(约2—10min)后，便可停泵；造型材料又恢复了它原来具有的流动性；待铸件凝固后即可落砂取出铸件。
2.负压实型铸造的关键工艺步骤
(1)在泡沫塑料模型的外表面涂刷上一层特殊的耐火涂料，这是用负压实型铸造获得光洁铸件的关键环节；
(2)采用振动力来紧实无粘结剂的型砂，提高型料在模型四周的紧实度；
(3)从砂箱的侧面、底面或顶部抽真空，以获得坚固的铸型，消除气化模气化后产生的烟雾
3. 负压实型铸造的适用范围及特点
负压实型铸造集实型铸造、真空密封造型法的优点为一体，适用于各种材质的铸钢、铸铁、铸铝、铸铜及铸镁件的生产，若用于结构复杂及型芯较多的铸件，效果更加显著。
特点如下：
(1)结构形状不受铸造工艺限制，不用混砂、下芯、起模、合箱、分型，可实现最优化设计，并易于一箱多铸，并消除了以上因素引起的铸造缺陷与废品；
(2)生产效率高，减少配砂、造型工序，劳动强度低，生产周期短，工作效率高；
(3)铸件尺寸精度高，可达CT5—6级，铸件质量好，可部分取代熔模精密铸造，废品率可降低2％～3％，机加工减少30％～70％；
(4)铸件表面光洁，表面粗糙度Ra可达6.3—12.5μm，复印性能强；
(5)工艺稳定性高，补缩效果好，废品率低，工艺出品率高；
(7)改善工作环境，可完全消除浇注现场的烟气、粉尘。
