消失模铸造
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消失模铸造工艺概述消失模铸造工艺是一种常用于复杂零件制造的金属铸造工艺。
它使用可熔解的模具材料制作模具,使得在铸造过程中模具可以完全熔化消失。
该工艺具有精度高、表面质量好、无需二次加工等优点,因而在汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
消失模铸造工艺的主要步骤如下:1. 设计和制作模具:根据产品设计要求,制作用于铸造的消失模模具。
模具可以由多种材料制作,如石膏、聚苯乙烯泡沫、蜡等。
模具的形状和尺寸应与最终产品一致。
2. 涂覆模具防粘剂:为了防止铸件粘附在模具上,需要在模具表面涂覆一层防粘剂。
这可以提高模具的寿命,并保证无需额外的刀具去除铸件。
3. 模具装配:将模具中的各个部分组装在一起,以确保模具的完整性和稳定性。
在组装过程中,需特别注意精度和尺寸的匹配。
4. 熔化模具:将装配好的模具放入高温熔炉中,使得模具可以完全熔化,形成空腔。
在这一步骤中,消失模具的材料需要有足够的熔点,以确保在后续的铸造中不被熔化。
5. 铸造:将熔融金属(通常是铝合金、钢或铜合金等)注入到熔化的模具空腔中。
熔融金属会填充模具的空腔,形成铸件的形状和尺寸。
6. 冷却和固化:等待铸件在模具中冷却和固化。
时间的长短取决于所使用的金属材料和铸件的尺寸。
7. 分离和清理:一旦铸件充分冷却固化,将模具进行分离和摘除。
由于模具材料已经熔化,因此不需要耗费额外的力量或处理方法来分离铸件。
8. 加工和检验:根据需要,对铸件进行必要的加工,例如去除毛刺、磨光等。
然后进行质量检验,确保铸件符合设计要求。
消失模铸造工艺因其制造所需的模具会完全熔化而得名。
相对于传统的砂型铸造,消失模铸造工艺具有更高的精度和表面质量,减少了许多后续处理工序,提高了生产效率。
虽然该工艺需要较高的成本和较长的制造周期,但在需要制造复杂零件的领域中,其独特的优势使其成为首选的铸造工艺之一。
消失模铸造工艺在近年来得到了广泛的应用和发展。
其主要优势包括高精度、表面质量好、简化制造过程、提高生产效率等。
精密铸造消失模铸造失蜡法铸造
消失模铸造是一种利用可熔性模具来制造复杂形状零件的工艺,而失蜡法铸造则是利用蜡模来制造零件的工艺。
精密铸造消失模铸
造失蜡法铸造结合了这两种工艺的优点,首先在蜡模上涂覆一层陶料,然后将其烘烤,使得陶料变得坚硬。
接着将蜡模放入砂箱中,
再用熔融金属将砂箱填充,待金属冷却后,砂箱被打开,蜡模燃烧
殆尽,留下了金属零件的空腔,最后得到所需的零件。
这种工艺的优点在于可以生产出复杂形状、精度高的零件,且
表面光洁度好,减少了后续加工的工序。
同时,由于采用了蜡模,
可以制造出薄壁零件和空心结构,提高了零件的强度和轻量化。
因此,精密铸造消失模铸造失蜡法铸造在航空航天、汽车和医疗器械
等领域得到了广泛的应用。
然而,这种工艺也存在着一些挑战,比如对模具和材料的要求
较高,制造成本较高等问题。
但随着科技的不断进步,相信这种先
进的工艺将会得到更广泛的应用,并为现代制造业带来更多的发展
机遇。
消失模铸造
消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或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。
1.技术特征
由于无粘结剂的干砂在浇注过程中经常发生坍塌的现象,所以1967年德国的A.Wittemoser采用了所谓"磁型铸造"。
1971年,日本的Nagano发明了V法(真空铸造法),受此启发,今天的消失模铸造在很多地方也采用抽真空的办法来固定型砂。
因此,近20年来消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。
消失模铸造技术的特点和工艺流程下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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消失模铸造技术
消失模铸造技术(Lost-wax casting),又称耐火型方式
铸造,是一种古老的铸造工艺。
它最早起源于古代埃及和
中美洲等地,至今已有几千年的历史。
这种技术的原理是
使用可燃性材料制作出一种与所需铸件相同尺寸的模具,
然后在模具中注入液态金属,待金属凝固后将模具烧毁或
溶解,从而得到所需的铸件。
消失模铸造技术的步骤通常包括模具制作、脱蜡、烧结、
浇注和后处理等环节。
模具制作阶段使用可燃材料如蜡、
树脂或塑料制作出真实尺寸的模具,这一步骤决定了最终
铸件的形状和尺寸。
脱蜡过程中,模具经过加热使蜡完全
熔化或蒸发,形成空腔。
烧结阶段将模具烘烤至一定温度,使其固化,并将残留的可燃物烧尽,留下空腔。
接下来将
液态金属注入模具中,在模具内金属凝固后,可以取出完
整的铸件。
最后,通过去除脱蜡模、修整和喷漆等方法,
对铸件进行完善。
消失模铸造技术应用广泛,可以用于铸造各种金属,如黄金、白银、铜、铝、铁等。
它特别适用于一些形状复杂、
结构精细、要求高的铸件的制造。
消失模铸造技术的优点
包括可以制造出高精度的铸件、产品表面质量好、模具寿
命长等。
然而,这种技术也存在一些缺点,比如成本较高、制作周期长、铸件尺寸受限等。
因此,在选择合适的铸造
工艺时需要综合考虑产品的要求和经济效益。
熔模铸造和消失模铸造- 原理。
- 熔模铸造又称失蜡铸造。
首先用易熔材料(如蜡料)制成精确的可熔性模型(熔模),在模型上包覆若干层耐火涂料,制成型壳。
然后将模型熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,再经高温焙烧后进行浇注,得到铸件。
- 工艺过程。
- 制造熔模:通常采用注射成型等方法制作蜡模,蜡模的精度直接影响铸件的精度。
- 制造型壳:将蜡模浸入耐火涂料中,随后撒上砂粒等耐火材料,经干燥硬化后形成型壳。
这个过程要重复多次以增加型壳的强度。
- 脱蜡:通过加热使蜡模熔化流出型壳,脱蜡后的型壳要进行高温焙烧,以进一步提高其强度和去除残留的蜡质等杂质。
- 优点。
- 铸件精度高,可以铸造形状复杂的零件,如航空发动机叶片等具有精细内部结构和复杂外形的部件。
- 表面光洁度好,能够减少后续的加工工序。
- 适用于各种合金材料的铸造,包括一些难加工的高温合金等。
- 缺点。
- 工艺过程复杂,生产周期较长,从制造熔模到最终得到铸件需要多道工序。
- 成本相对较高,由于需要使用高质量的蜡料、耐火材料,并且工序较多导致人力成本也较高。
- 原理。
- 消失模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。
- 工艺过程。
- 制作泡沫模型:利用聚苯乙烯(EPS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等泡沫材料,通过数控加工、模具发泡等方法制作出与铸件形状一致的泡沫模型。
- 模型组合与粘结:将多个泡沫模型按照设计要求组合在一起,使用专用的粘结剂进行粘结。
- 涂挂涂料:在模型表面涂挂耐火涂料,以防止浇注时金属液对泡沫模型的冲刷,并使型砂能够更好地成型。
- 优点。
- 铸件尺寸精度较高,由于泡沫模型的可塑性,可以制造一些具有复杂内腔结构的铸件。
- 工艺简单,不需要分型面,减少了因分型面带来的铸造缺陷。
- 成本较低,设备相对简单,并且泡沫材料成本较低。
消失模铸造名词解释消失模铸造是一种现代化的铸造工艺,其核心概念是使用可溶性材料制作模具来浇铸金属制品。
在传统的铸造过程中,常用的模具材料是砂型、陶瓷或金属,这些模具在铸造完成后需要通过破碎或分解的方式才能取出铸件。
而消失模铸造则在铸造过程中使用可溶性材料制作模具,当铸造完成后,模具可以在水或其他溶液中溶解,从而方便取出铸件。
消失模铸造的优点在于可以制造出复杂形状的铸件,而传统的砂型或陶瓷模具往往无法实现。
这种工艺特别适用于需要高精度和高质量铸件的领域,如航空航天、汽车制造和医疗设备等。
此外,消失模铸造还可以减少铸造过程中的缺陷和残留物,使得铸件具有更好的表面质量和尺寸精度。
消失模铸造的制作过程通常包括以下几个步骤:首先,根据铸件的设计要求,制作可溶性模具的模型。
这可以通过3D打印、雕刻或其他加工方法完成。
然后,将模型浸泡在可溶性材料的溶液中,使得模具能够均匀地覆盖在模型表面。
随后,将模具放置在烘箱或其他适当的环境中,使其干燥和固化。
最后,将熔化的金属倒入模具中,待金属凝固后,将模具浸泡在水或其他溶液中,使其溶解,从而取出铸件。
虽然消失模铸造拥有许多优点,但也存在一些挑战和限制。
首先,制作可溶性模具的成本较高,特别是在处理大型或复杂形状的模具时。
其次,模具的耐火性和稳定性也是一个问题,特别是在高温环境下,模具可能会失去稳定性,影响铸件的质量。
此外,还需要对可溶性材料的选择进行深入研究,以确保其在铸造过程中能够稳定地溶解,并不对铸件质量产生负面影响。
总体而言,消失模铸造是一种高精度和高质量铸造工艺,拥有广阔的应用前景。
随着材料科学和制造技术的不断发展,消失模铸造将继续得到改进和优化,为各个行业提供更多创新的解决方案。
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。
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。
1981年以后由于相应专利技术失效,再加上经过几年努力,发泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大进步、模型组合粘结剂质量改善、高质量涂料被研制成功等工艺技术的进步,消失模铸造法得以迅速发展,并很快在生产上得到应用。
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。
三、消失模铸造在中国的发展简史1979年,由我国著名消失模铸造专家、中国科学院长春光学精密机械研究所研究员黄述哲教授领导的课题组,在中国最早开始了消失模铸造的原理性试验。
同年,黄述哲教授在全国铸造工艺学会上发表了“消失模铸造基本特性的研究”论文报告,在国内首次系统阐述了这一方法的特点和规律性。
1982年,在大量实验室试验的基础上,黄述哲教授主持在光机所工厂建成了一条消失模铸造实验生产线。
黄述哲教授主持完成的“消失模铸造技术开发及工业化应用”于1997年、1998年分获中科院科技进步二等奖和国家科技进步三等奖,这是我国铸造工业界科技成果中获得的最高奖项。
1998年被国家科技部列为“九五国家科技成果重点推广项目”(99010202A)。
黄述哲教授主持完成了数十个技术先进、功能完备、配置合理、生产高效的消失模铸造流水生产线工程。
八十年代后期郑州机械所也开始了消失模铸造的试验性应用研究。
九十年代开始以来,清华大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、西安交大等也纷纷加入了消失模铸造的研究。
四、消失模铸造的工艺流程下图为大量生产的消失模铸造的全部工艺流程。
可见,该流程的主要工部有:熔化工部;制模工部;模型组合及涂层烘干工部;造型浇注工部;落砂清理工部。
五、消失模铸造的分类消失模铸造根据其铸型材料分类:自硬砂消失模铸造和无粘结剂干砂消失模铸造。
根据浇注条件分类:普通消失模铸造和负压消失模铸造六、消失模铸造的工艺特点与传统的砂型铸造相比,大量生产的消失模铸造有如下工艺特征:(1)一个与逐渐形状完全一致、尺寸大小只差金属收缩量的泡沫塑料模型保留在铸型内,形成“实型”铸型,而不是传统砂型的“空腔”铸型(即“空型”)。
(2)其砂型为无粘结剂、无水份、无任何附加物的干石英砂。
(3)浇注时,泡沫塑料模型在高温液体金属作用下不断分解气化,产生金属—模型的置换过程,而不象传统“空型”铸造是一个液体金属的填充过程。
制作一个铸件,就要“消失”掉一个泡沫塑料模型。
(4)泡沫塑料模型可以分块成形再进行粘结组合。
模型形状(即铸件形状)基本不受任何限制。
大量生产条件下传统粘土砂型铸造与消失模铸造工艺特点的比较(表1)项目传统砂型铸造消失模铸造模型工艺1.开边必须分型开边,便于造型无须开边2.拔模斜度必须有一定的拔模斜度基本没有或很小的拔模斜度3.组成有外型芯合组成单一模型4.应用次数一个模型多次使用一型一次5.材质金属或木材泡沫塑料造造型工艺1.型砂有粘结剂、水、附加物经过混制的型芯砂无粘结剂、任何附加物和水的干砂2.填砂方式机械力填砂自重微振填砂3.紧实方式机械力紧实物理(自重、微振、真空)作用紧实4.砂箱特点根据每个零件特点制备专用砂箱简单的通用砂箱5.铸型型腔由型芯装配组成空腔实型6.涂料层大部分无需涂层必须有涂层浇注工艺1.充型特点只是填充空腔金属与模型发生物理化学作用2.影响充型速度的主要因素浇注系统与浇注温度主要受型内气体压力状态,浇注系统,浇注温度的影响落砂清理1.落砂需强力振动打击翻箱或吊出铸件,铸件与砂自动分离2.清理需打磨飞边毛刺及内浇口只需打磨内浇口,无飞边毛刺七、消失模铸造的主要优点1.铸件尺寸形状精确,重复性好,具有精密铸造的特点;2.铸件的表面光洁度高;3.取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品;4.不合箱、不取模,大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品;5.采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品;6.大大简化了砂处理系统,型砂可全部重复使用,取消了型砂制备工部和废砂处理工部;7.落砂极其容易,大大降低了落砂的工作量和劳动强度;8.铸件无飞边毛刺,使清理打磨工作量减少50%以上;9.可在理想位置设置合理形状的浇冒口,不受分型、取模等传统因素的制约,减少了铸件的内部缺陷;10.负压浇注,更有利于液体金属的充型和补缩,提高了铸件的组织致密度;11.组合浇注,一箱多件,大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率;12.减少了加工裕量,降低了机加工成本;13.易于实现机械化自动流水线生产,生产线弹性大,可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产;14.可以取消拔模斜度;15.使用的金属模具寿命可达10万次以上,降低了模具的维护费用;16.减少了粉尘、烟尘和噪音污染,大大改善了铸造工人的劳动环境,降低了劳动强度,以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业;17.简化了工艺操作,对工人的技术熟练程度要求大大降低;18.零件的形状不受传统的铸造工艺的限制,解放了机械设计工作者,使其根据零件的使用性能,可以自由地设计最理想的铸件形状;19.可减轻铸件重量;20.降低了生产成本;21.简化了工厂设计,固定资产投资可减少30∽40%,占地面积和建筑面积可减少30∽50%,动力消耗可减少10∽20%;22.消失模铸造工艺应用广泛,不仅适用于铸钢、铸铁,更适用于铸铜、铸铝等;23.消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件,更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件;24.消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注,促进特殊要求的金相组织的形成,有利于提高铸件的内在质量;25.在干砂中组合浇注,脱砂容易,温度同步,因此可以利用余热进行热处理。
特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理,效果非常理想,能够节约大量能源,缩短了加工周期;26.利用消失模铸造工艺,可以根据熔化能力,完成任意大小的铸件。
八、消失模铸造需要的专用设备消失模铸造与其他铸造方法的主要区别是它所特有的黑区和白区部分。
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。
消失模铸造的专用设备有:白区:制模工部:预发机、蒸缸、成型机、模型干燥室等模型组合及涂料烘干工部:涂料研磨机、涂料混制滚筒、模型烘干设备等黑区:造型浇注工部:造型振实台、真空系统、砂处理系统、砂箱、雨淋加砂装置、砂箱运输系统等九、消失模铸造生产线1.简易线:投资少,设备简单,适合小规模、小批量生产2.流水生产线:系统完整,功能齐全,连续作业,适合大批量、大规模生产开环线闭环线十、消失模铸造的关键技术1.泡塑模型模具制造技术(1)消失模铸造工艺设计(2)模具设计(3)模具调修2.泡塑模型制造技术(1)预发泡工艺(2)模具成型(3)粘结组合3.涂料及涂层制备技术(1)涂料配方(2)涂料制备(3)涂料涂敷(4)涂层干燥4.微振造型技术(1)振动台选用(2)振动参数(3)操作要点5.负压浇注技术(1)真空系数选定(2)浇注参数(3)负压规范6.过滤技术十一、世界消失模铸造技术的发展趋势美国学者c.bates教授等发表了《全球消失模生产技术和市场发展》的论文,比较详细地论述了模样制作、涂料、砂子紧实、浇注、充型和模样热解各个环节的成就和发展趋势,许多北美的企业、高校和行组织联合起来,组成消失模铸造联盟,对该工艺进行进行开发研究,经过不懈的努力,使该工艺得到不断的改善,工艺过程得到更好的控制,也逐渐被更多的铸造界人士所认同,铸造企业和铸件的使用者都从中受益。
1999年美国威斯康星大学的一项市场市场调查表明,在未来的6到10年中,消失模工艺的前景一片光明。
市场调查表明:在1990年,有6%的铝合金铸件是使用消失模铸造工艺生产的。
预计到2007年,将会有29%的铝合金铸件使用该工艺。
从1997年起,灰铸铁和球铁方面也有较大增长,目前约有2%的灰铸铁件是由消失模工艺生产的,预计到2009年将达到15%。
消失模工艺不断为人们所认识,也为新产品的生产提供了足够的信心。
通用(美国)、teksid(美国)、casti(意大利)、intermet(美国)、citationform(美国)、宝马(德国)都已经引进了消失模铸造工艺。
十二、我国消失模铸造的应用现状消失模铸造技术自九十年代开始在我国进入工业化应用,经过十几年的发展,我国的消失模铸造工业具有了一定规模,成为铸造工业的重要组成部分。
消失模铸造技术也被国家重点推广而成为改造传统铸造业应用最广泛的高新技术。
但总的来说,我国消失模铸造的生产应用水平与发达国家仍然有很大的差距。
目前,我国的消失模铸造厂家大大小小有数百家。
但大部分的工厂生产能力都不大(与国外动辄数万吨的生产能力相比差距较大)。