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铸造技术路线图：消失模铸造

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消失 模铸 造 ，又称 实 型铸 造 。它是 采用 泡 沫 塑料
制 作成 与铸 件形 状 、尺 寸一样 的实体泡 沫模 样 ，经涂
挂 耐火 涂料 干燥 后 ，进行 散砂 振 动紧 实或 有粘 接剂 型
砂 紧实 ，然 后浇 人金 属液 使模 样受 热气 化 消失 ，得 到
与 模样 形状 一致 的金 属零 件 的铸 造方 法 。实体 泡 沫模
铸
・
造
Ａ ｐ ｔ ． ２ ０ １ ７
Ｖ０Ｉ ． ６６ ＮＯ． ４
３ ２ ２ ・
Ｆ ＯＵＮ ＤＲＹ
铸 造 技 术 路 线 图 ：消 失 模 铸 造
第一节 概 述
达 国家 的汽 车行 业应 用 广泛 。２ ０ ０ ９ 年 美 国 的铝 合金 消
失模 铸 件产 量 达 ￣ ］ １ ２ ２ 万ｔ 同 。总 体上 ，西方 发 达 国家 的
产量 约 １ ６ ０ 万ｔ ，主 要合 金仍 是 铸 铁 。 目前 ，我 国能 够 大量生产 的消失模 铸件种 类包括 ：各类铁 质变 速箱体 、 飞 轮 壳 、离 合 器 壳 体 、 电 机 壳 、 管 件 、 耐 磨 衬 板 （ 件） 、机 床 床身 、歧 气管 件 、水泵 和 阀门壳 体等 ，部 分企 业 已成 功生产 发 动机缸 体 、缸 盖等 。与 先进 国家
相 比 ，我 国消失 模 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 相 比差距 较 大 。在 消失模 铸 造生 产 的合金 种类 上 ，铸铁 件 的消失 模铸 造 生产 技
备 等 方 面采取 措施 ，以提 高 消失模 铸 造铝 （ 镁 ） 合 金
样 可 采 用模 具 发 泡成 形 、加 工 组装 成 形 获 得 ［ １ ］ 。 总体
看 ，消失模 铸造 技术 特 点 明显 ，在理论 上 ，它 可 用 于
各 类 铸件 ，一 些铸 件采 用该 技术 颇有 优越 性 ，但 它不 是 万 能 的 ，有一 定 的适 用性 。何 种铸件 产 品适 于 消失 模 铸 造工 艺 ，须经 过技 术上 的可 行性 及 经济 上 的合理
实 际意义 。
（ ２ ）适用 于铝 （ 镁 ）合金 消 失模 铸 造 的泡 沫模 样
材 料 及特 种工 艺 。铝 （ 镁 ）合 金 消失模 铸 造 浇注 温度 要 求 高 ，铸件 易 产生 浇不 足 、针孔 、夹渣 、缩松 等 缺 陷 。必须从 新 的泡沫模 样 材料 、涂 料 、特 种 工艺 与 装
消 失 模铸 造 工 艺 复 杂 ， 目前 还没 有 较 为 准 确 的设 计 、 计 算 消 失模 铸 造 工艺 参 数 （ 浇 冒系统 ） 的理 论 依 据 ，
并 且 我 国还没 有成 熟好 用 的 消失模 铸 造模 拟 软件 。因 此 ，进行 必 要 的 消 失模 铸 造 工艺 设 计 理 论 基 础 研 究 ，
铝 合金 消失 模 铸造 技术 ，在 基础 理 论研 究 和实 际生 产 应 用上 都领 先 于我 国 ，特别 是在 泡 沫模 样 材 料 ［ ６ － ９ ］ 、金 属 液充 型和 凝 固过 程【 ４ Ｊ 以及 消 失模 铸件 缺 陷控 制［ ５ － ２ ０ ］ 等 方 面 ，有 许 多 的先 进 技术 值得 我 们借 鉴 。而 国内外 对 于镁 合金 消失模铸 件 的生产 基本都 停 留在 试制 阶段 。 目前我 国消失模 铸 造生 产存 在 的主 要难 点 及 其解 决 思路概括 如下 ： （ １ ） 消失 模 铸造 工 艺设 计 理 论 及 过 程 准确 模 拟 。
设 备 、 自动 化等方 面 都 明显 滞 后 。铝合 金 消失模 铸 件
受 到一些 缺 陷 （ 主要 是针 孔 、缩松 ） 的困扰 ，废 品率 居 高不 下 。而对镁 合 金 消失模 铸造 技术 的研 究 ，我 国 的起 步 较早 。上 海交 通 大学 和华 中科技 大 学 于２ ０ ０ ０ 年 前后 开展镁合金 消失模铸 造技术研究 。 欧美 发 达 国家的 消失模 铸 造技 术应 用 ，开 始 于２ ０ 世 纪７ ０ 年代 ，快 速增 长期 是２ ０ 世纪 ９ ０ 年 代 以后 ， 目前 已经进 入快 速增 长后 的 成熟期 。 目前 ，国外消 失模 铸 造 技术 研究 及应 用 的重 点是 铝合 金及镁 合 金 消失模 铸 造 技术 与材 料 。在 国外 ，铝合 金 消失模 技术 的大规 模
生产发动 机缸体 、缸盖等 。 我 国于２ ０ 世 纪９ ０ 年代 开始 消失 模铸 件 的生产 。进 入２ １ 世纪 以来 ，我 国 的消失 模铸 造技 术 发展 进人 了快 速发 展期 。据 不完 全统 计 ，２ ０ １ ５ 年 我 国 的消失 模 铸件
开发 实用 的 消失模 铸造 模 拟 软件 仍具 有重 要 的理 论 与
术在 我 国 已基本成 熟 ，铸 钢件 （ 除低 碳 钢件 的渗 碳 缺 陷 控制 外） 我 国也 基 本掌 握 。但我 国铝 合金 消失 模 铸
件 的产量 还不 到总产 量 的０ ． ５ ％，在 规模 、技术 、专 用
消失模铸造涂料 的整体 质量不高 ，较大 地影响 了消失模
铸造技术水平 。研 发适 于不 同合金消失模 铸造 的高性价 比的涂料 ，是我 国消失模 铸造技术进步 的重要 方 向。 （ ５ ）泡 沫塑 料精 确加 工 的高速 加工 方法 与 空心 刀 具 。 目前 机 械加 工 的泡 沫模 样表 面质 量 差 ，组 装成 形 精度 低 。研 发 泡沫 塑料 精确 加工 的高速 加工 方 法 、装 备 与专 用空 心 刀具 ，是 采用 消失 模铸 造 方法国能够 大量 生 产 的
消失 模 铸件 种 类 包括 ：各类 铁 质 变 速箱 体 、飞 轮壳 、
离合器壳 体 、电机 壳 、管 件 、耐磨 衬板 （ 件） 、机床床 身 、歧 气管 件 、水泵 和 阀 门壳 体 等 ，部 分 企业 已成功
零 件 的内在质量 。 （ ３ ）复杂 铸件 泡沫 模样 的散 砂振 动 紧实 理论 、技
术与 装备 。我 国用于 消失 模铸 造 的 多维振 动 紧 实理 论 研 究 还不 够深 入 ，振 动装 备相 对 简单 ，无 法 满足 复 杂 铸件 泡 沫模样 的紧实 要 求 。深入 研究 复 杂铸 件 泡沫 模 样 的散砂 振 动 紧实理 论 ，开发 新 型 多维振 动 紧 实装 备 是提 升消失模铸 造技术 水平 的先决条件 。 （ ４ ）适 于不 同金 属 消失模 铸造 的涂 料 。 目前我 国

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消失模铸造失蜡法铸造

消失模铸造失蜡法铸造

消失模铸造失蜡法铸造
消失模铸造失蜡法铸造的工艺流程非常复杂，首先需要根据所需零件的设计制作出蜡模型，然后将蜡模型涂覆上多层陶料，形成一个完整的陶壳。

接下来，将陶壳置于高温下，使蜡模型融化并流出，留下一个空腔。

然后，将熔化的金属注入到空腔中，待金属冷却凝固后，将陶壳敲碎，最终得到所需的金属零件。

与其他铸造工艺相比，消失模铸造失蜡法铸造具有以下优点：
1. 精度高，由于蜡模型的制作精度高，因此可以制造出复杂形状、精密度高的零件。

2. 表面光滑，由于陶壳的表面光滑，因此最终得到的金属零件表面也非常光滑，无需后续的加工处理。

3. 材料利用率高，由于采用蜡模型，因此可以最大程度地减少原材料的浪费。

4. 适用范围广，可以用于各种金属的铸造，包括铁、钢、铝、铜等。

消失模铸造失蜡法铸造的工艺虽然复杂，但是其制造出的零件质量高、精度高，因此在一些对零件精度要求较高的领域得到了广泛的应用。

随着科技的发展，相信这种古老而又精密的铸造工艺将会得到更广泛的应用和发展。

材料成形工艺-铸造：第六讲 消失魔法：消失模铸造(技术)

材料成形工艺-铸造：第六讲 消失魔法：消失模铸造(技术)


Room Temperature
140 °C (413 K)
160 °C (433 K)
200 °C (473 K)
280 °C (553 K)
350 °C (623 K)
380 °C (683 K)
400 °C (703 K)
420 °C (723 K)
Samples heated at 10 °C per minute
Mould Filling Overview
Liquid Aluminium poured at 750 °C (1023 K) Refractory coating 200-300 μm thick
= Boiling
Gaseous products form at 275 °C (548 K) Softening occurs at 160 °C (433 K)
第六讲 消失魔法 --消失模铸造(技术)
HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY
消失模艺术铸造
聚苯乙烯泡沫材料
1951年德国BASF公司苯乙烯专利问世
1954年美国聚苯乙烯泡沫材料实现工业化
消失模铸造专利
1956年美国Shroyer 先生采用聚苯乙烯材料 制作零件原型，将其埋 入砂型中，直接浇注铁 合金，获得金属铸件。 当年他申请专利－ 《Cavityless Casting Mold and Method of Making Same》 1958年4月15号该专 利获得批准 。
参观美国Citation Foam
灰铁支架
铸铁工艺特点

1－采用轻质空心直浇道（0.2g/cm3)； 2－底返式浇注系统； 3－负压辅助抽气； 4－浸一遍涂料； 5－采用40－50目陶粒砂；
消失模工艺流程图

消失模工艺流程图

消失模工艺流程图消失模工艺流程图是一种常用于铸造行业的工艺流程图，它主要用于制作具有复杂形状的铸件。

下面是一个简化的消失模工艺流程图：1.设计模型：根据产品的要求和设计图纸，首先需要设计出所需的模型。

可以使用计算机辅助设计（CAD）软件进行模型的设计，也可以通过手工雕刻或其他方式制作模型。

2.模型加工：根据设计好的模型，将模型制作出来。

通常使用的材料包括木材、泡沫塑料等。

可以使用数控机床、雕刻机等设备对模型进行加工。

3.模型涂覆：将制作好的模型进行表面处理。

首先进行打磨，然后涂覆上一层特殊的材料，如石膏、硅酸盐等。

这一步的目的是为了增加模型的强度，并且使得模型具备一定的耐高温性能。

4.模型组装：将模型的各个零件进行组装。

根据产品的要求，可能涉及到多个零件的组装，需要保证零件的完整性和稳定性。

5.模型包裹：将已经组装好的模型进行包裹，通常使用耐热的材料，如粘土、石膏等。

包裹的目的是为了制作模型的壳体，用于承载铸件的熔融金属。

6.模型烘干：将包裹好的模型进行烘干。

通过加热，使得模型中的水分蒸发，以提高模型的强度和稳定性。

7.消失模出模：将烘干好的模型进行熔融。

这一步的目的是将模型中的材料烧掉，使得模型变成空模，以便后续的铸造操作。

8.铸造：将熔融金属倒入空模中，使其充满整个空模。

根据产品的要求，可以使用各种不同的铸造方法，如压铸、重力铸造等。

9.冷却：在铸造完毕后，需要等待一段时间，让铸件自然冷却。

铸件的冷却速度会影响其性能和质量。

10.清理：将冷却好的铸件从铸造模中取出，并进行清理。

清理的过程包括去除余渣、打磨、抛光等，以获得最终的铸件。

11.检验：对铸件进行检验，确保其符合产品要求和质量标准。

主要包括尺寸测量、材料性能测试等。

12.后处理：对铸件进行进一步的处理，以满足产品的要求。

可能涉及到热处理、机加工等步骤。

13.包装：将最终的铸件进行包装，以保护其表面光洁度和完整性。

14.入库或发货：将包装好的铸件进行入库，或者根据客户要求进行发货。

铸造工艺流程

铸造工艺流程

二、铸造工艺方案的确定
（一）浇注位置的确定
铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。正确的浇注位置应能保证获得完整的铸件并使造型、造芯和清理方便。
确定浇注位置的一般原则是：
1)铸件的重要加工面、主要工作面、受力面应尽量放在底部或侧面，以防止这些表面上产生砂眼、气孔、夹渣等铸造缺陷。
2)浇注位置应保证金属液按确定的凝固顺序凝固。如对收缩较大的合金，浇注位置应有利于顺序凝固，铸件厚大部一般应置于浇注位置的上方，便于设置补缩胃口。
(2)粘结剂。无机粘结剂有膨润土、水玻璃、硅溶胶；有机粘结剂有糖浆、树脂、淀粉、糊精、白乳胶和By粘结剂等。常使用的粘结剂：膨润土、白乳胶和By粘结剂。
(3)载体(溶剂)消失模铸造涂料从经济及安全的角度来考虑，大多数工厂在实际生产中使用水基涂料较多。醇基涂料只用来埋箱时临时阻缝和修补。
(4)悬浮剂、触变剂为使涂料中耐火粉料与粘结剂充分混合并处于悬浮状态，使涂料搅拌好成为膏状，需加入悬浮剂。尽管膨润土也是很好的悬浮剂，还必须加入羧甲基纤维素(CMC)、By粘结剂，它们也是很好的触变剂。
5、涂挂方法
刷涂、淋凃、浸涂法和喷涂。
浸凃时应注意：
1涂料应处于连续搅拌状态下，并控制其温度。
2涂料搅拌应慢速，注意防止卷气。
3浸凃时应选择模样浸入涂料的方向、部位，有利于防止模样变形。
4模样涂覆的涂料要全面均匀，不得有未上涂料模样暴露部位。
5模样从涂料中取出、运送、放置均要考虑防止模样变形问题。
6、涂料的烘干
3)浇注位置应有利于型芯的定位、支撑和排气，尽量避免吊芯、悬臂芯。
4)铸件的大平面应置于下部或斜下部以防夹砂等缺陷。为了方便造型，常采用“横做立浇”、“平做斜浇”等方法。
5)铸件的薄壁部分应置于下部或侧面以防止浇不足、冷隔等铸造缺陷。