芜湖会议交流稿件消失模铸模型材料的介绍和应用分析

“第22届消失模V法实型铸造年会”

消失模铸造模型材料的介绍和应用

尊敬的消失模同行，来自五湖四海的朋友们：

大家下午好：

很荣幸借此机会与大家交流、探讨；首先自我介绍一下，我是来自凯斯特公司的刘庆旭，在公司负责消失模铸造模型专用料国内市场的销售和服务工作；今天与大家分享的课题是《消失模铸造模型材料的介绍和应用》。

中国消失模铸造发展的因素

进几年我国消失模铸造生产有了飞速发展，铸件质量和生产技术不断提高，铸件品种从结构简单的耐磨件和灰铁件到目前（华恩、龙工等公司）批量生产的工程机械配件，汽车配件，（新兴铸管、辽宁爱维尔等企业生产的）需要试压的管泵阀类产品，（全柴等公司生产的）结构复杂的缸体、缸盖、（福建聚能等公司生产的）水冷系列产品和（江苏钜源、高邮精诚液压等公司生产的）铸件材质要求较高的球铁、（宁波通达、洛阳钢峰等企业生产的）低碳钢、（法士特等公司生产的）铝合金等产品在生产工艺技术和产品质量都有了长足的发展；

消失模铸造在中国的长足发展主要体现在：

1、原辅材料的专业化；

⑴有专门的企业生产消失模铸造模型专用料

⑵经国内铸造企业不断的提出要求，目前的珠粒根据不同材质的铸件和铸件不同壁厚、技术要求等进行了优化和细分

⑶提供模样珠粒的企业不再是单一的销售产品，更能提供优质的服务

2、设备和模具的匹配化；

⑴设备和模具都有专业性较强的企业研发、生产，提供给客户

⑵设备和模具厂家建立了长期有效的沟通，让其能更好的互补

⑶随着组团服务意识的提升，设备和模具厂家让其单机设备完善的前提下，相关工序环节的匹配化程度更高，服务更到位

3、工艺技术和现场管理的系统化。

⑴引进系统化的现场管理（如：5S管理、看板管理、各工序的操作规程和工艺规程等）

⑵对‘工艺控制—工艺管理’；‘人为因素—人员管理’等相关细节的管理越来越健全

中国消失模铸造虽然有了长足的发展，但与欧美日等发达国家相比还有一定差距。

中国消失模铸造面临的问题

随着消失模铸造的发展，客户对铸件质量要求的提高，（不能更迅速的随着客户的要求，持续提供更优质的铸件产品）

作为消失模铸造企业来说：提高产品合格率和产品质量、降低生产成本仍是我们要持续实施的工作；（由于部分产品成品率低，综合生产成本偏高）

劣质的白区产品=劣质的黑区产品——这是全世界消失模厂家共知的事实。（大多数企业对白区的认知程度不高，认为表面好的模样就是合格的白模）

制约消失模铸造良性发展最根本的因素就是消失模模样（白模）。

那么，怎样才能‘批量+稳定’的生产出合格模样呢？

首先是优质的模样材料是生产优质模样的前提！（当然模具和白区设备厂家也会给大家交流、探讨制作模样时对设备和模具的要求、工艺和相关案例，在此不再陈述了）

国内外使用模样材料分析

优质的模样材料是生产优质模样的的前提；纵观全世界使用模样材料情况：在STMMA-FD珠粒尚未投入应用之前，消失模铸造常用的模样材料有两大块：

1、国内EPS（可发性聚苯乙烯）；国外、台湾EPS（消失模铸造铝合金专用EPS）

2、共聚物（中国凯斯特：STMMA共聚珠粒；日本三菱：CLEARPOR共聚物）。

在国内一般使用EPS（可发性聚苯乙烯）和STNNA共聚珠粒，必须表明的是目前在国内还没有消失模铸造专用的EPS珠粒，在使用EPS的厂家用的都是包装或建筑用可发性聚苯乙烯，而且原料来源很杂，有时会有不同性质的原料混在一起，（据我所知：由于这几年建筑和包装行业对EPS阻燃级的要求，基本上95%的原料均加阻燃剂）致使我们的铸件缺陷多发、生产成本增加。

在国外，有色金属使用EPS专用料，黑色金属消失模铸造均采用共聚物，这也是为什么欧、美、日国家消失模工艺铸出产品为什么比我们好最主要的原因。 国内常见的EPS珠粒介绍

国内常用在消失模上的EPS对比

嘉昌EPS：B-通用料比A-普通料一次可发倍率高5-10倍；

综合比较B-通用料更适合消失模；原因：由于珠粒的一次可发倍率高，预发、成型节能高效，成型出的模样表面质量较好。

龙王EPS：H-特轻级比E-普通级一次可发倍率高5倍，且制模加热时间H料比E料短5%；

综合比较H-特轻级更适合消失模；原因：由于珠粒的一次可发倍率高和制模加热时间短，预发、成型节能高效，成型出的模样表面质量较好。

经过我们大量实验，用在消失模上的EPS珠粒推荐：

珠粒名称 规格型号 珠粒粒径 一次可发倍率 推荐级别

嘉昌EPS B-107 0.4-0.6mm 55-60

兴达EPS PKF-501XB 0.4-0.6mm 50-65

龙王EPS H-4S 0.3-0.6 25-40

推荐理由：同等珠粒粒径下，嘉昌B-通用料一次可发倍率较高；兴达PKF-501XB次之；

珠粒一次可发倍率高的好处：

1、预发、成型节能高效，成型出的模样表面质量较好

2、可以实现模样的低密度成型

（备注：不同企业使用的设备和制模工艺不同，实际生产时也要根据自身的情况，合理的选择适合自己工厂使用的EPS珠粒）

消失模铸造对珠粒的要求

作为新一代模样材料，人们期望达到如下要求：

（1）树脂的性能：保存期长，珠粒直径小，规格齐全，模样刚性好，发气量低，危险性小；

（2）造型时的性能：造型周期短，尺寸稳定性好；

（3）铸造性能：不形成碳黑缺陷，碳质附着少。

目前国内普通EPS存在的缺陷

⑴目前国内没有专门生产消失模铸造用的EPS珠粒

（国内生产EPS的企业，主要以包装和建筑用珠粒为主，目前国内没有命名的消失模铸造EPS专用料）

⑵用在消失模铸造上的EPS珠粒料性杂

（国内生产的EPS珠粒料性有：普通料、阻燃料、轻级料、特殊料等）

⑶用在消失模铸造上的EPS珠粒不同批次质量不稳定

（目前国内销售的EPS原料基本为代理销售，有部分珠粒临近过期失效或多批次原料混在一起）

⑷用在消失模铸造上的普通EPS分子量低，导致模样尺寸稳定性差

（EPS珠粒：分子量5万左右；STMMA珠粒：分子量20万左右）

⑸用在消失模铸造上的普通EPS碳含量高，导致铸件出现的碳缺陷问题多

（EPS：含碳量92.6%；FD专用料：含碳量82%；STMMA共聚料：含碳量62%）

根据国内消失模铸造企业的实际情况和专用珠粒的细化

消失模铸造专用料FD珠粒研发初衷

由于众多消失模铸造企业模具收缩问题和产品低附加值等原因，只能用普通的EPS代替STMMA专用料，导致消失模铸件缺陷多发，生产成本增加。在此基础上我们针对这些客户对新一代产品：STMMA-FD进行了研发、试验和生产，现已开始批量销售。望能与您愉快合作！

消失模铸造专用料STMMA-FD珠粒的优点

①使用FD珠粒，生产出的铸件碳缺陷少

（原始珠粒含碳量少）

②使用FD珠粒，浇铸时模样分解气化残留物少

（主要体现在气化分解方式较EPS不同和有助于模样在一定温度区间快速和彻底分解的物质）

③使用FD珠粒，模样的尺寸稳定性好

（原始珠粒分子量稍高，尺寸收缩变量小）

④使用FD珠粒，原始珠粒的质量有保障

（我们专业生产消失模铸造模型专用珠粒，具备从原始珠粒到模样成型的全套检验、检测设备和质量管理体系）

⑤使用FD珠粒，制作模样时节能、高效、废品少

（由于珠粒的一次可发倍率高，预发、成型节能高效，制作出的模样表面质量好）

⑥使用FD珠粒，生产的铸件成品率高、综合生产成本低

（原材料本身的优越性加上完善的售后服务和完备的工艺技术理念，使用凯斯特公司珠粒比用普通EPS珠粒，铸件成品率提高5%以上，吨位综合生产成本降低200元以上）

STMMA-FD与EPS的综合性能比较

项目 单位 EPS STMMA-FD

组成 [C8H8]n

碳含量 % 92 82

Tf ℃ 80~85 85

分解热 ℃ - 912 - 900

发气量（900℃） ml/g 600 650

浇注温度

（灰铁箱体类） ℃ 1500~1460 1480~1450

模样分解残留物 多 少

模样质量 粒径范围大，

模样密度阶梯大 珠粒均匀，

模样一致性好

模样收缩率 % 0.3~0.5 0.2~0.4

铸件成品率

（箱体、电机壳） % 低80~92% 高≥93%

STMMA-FD珠粒规格、粒径范围和发泡倍率

珠粒规格 珠粒粒径范围 倍率（标准） 公司实际检测

STMMA-FD特殊规格 0.9-1.25mm ≥40倍 68~85

STMMA-FD1 0.6-0.9mm ≥40倍 65~83

STMMA-FD2 0.45-0.6mm ≥40倍 64~80

STMMA-FD3 0.35-0.45mm ≥40倍 63~80

STMMA-FD4 0.25-0.35mm ≥40倍 ——

※注意：珠粒规格的选用原则：在选择任何一种珠粒的粒度时，顾客必须先要了解所生产铸件的尺寸、壁厚、表面的质量要求等等。一般为铸件最薄壁厚的九分之一来选择，比如：6mm薄的铸件，九分之一也就是0.54mm的珠粒，那么可以选择FD2#0.45 ~ 0.6mm，如果铸件表面要求高的，那么再细一个规格的即可，一般不建议客户使用太细的珠粒，北方或离我公司远一些的客户也是如此，主要是考虑到夏季的运输与客户工厂的存储因素。

消失模铸造用珠粒含碳量的对比

目前又对新一代共聚料STMMA-FB进行了研发：

根据更高端铸件客户的要求，我们又对新一代的共聚料进行了深度优化，目前命名：STMMA-FB珠粒，FB珠粒较现在的共聚料相比优点在于：

1、解决了这么多年白区设备适应珠粒的处境（实现预发桶内无压力预发，能适应大多数预发机）

2、新材料的软化点更低，批量制作模样时比现有的共聚料节约蒸汽20%左右（真正实现节能环保）

3、新材料由于原始珠粒挥发物较低，浇铸时发气量更低，浇铸时间更短

4、由于新材料含碳量更低和特殊优越性，浇铸时产生的残留物更少，生产钢件增碳更少（综合性能能达到EPMMA水平）

总结：FB珠粒已小批量送样到美国客户和美国哈佛大学化学实验室进行全方面的检测和实际生