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消失模鑄造設備的工藝流程

時間:2018-01-08 10:24:36 來源:精瑞機械

  1958年,H.F.Shroyer發(fā)明了用可發(fā)性泡沫塑料模型制造金屬鑄件的技術并取得了專利。最初所用的模型是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的,采用含粘結劑的型砂造型。德國的Grunzweig和Harrtmann公司購買了這一專利并加以開發(fā)和應用。采用無粘結劑干砂生產(chǎn)鑄件的技術后來由T.R.Smith于1964年申請了專利。在1980年以前使用無粘結劑干砂工藝必須得到實型鑄造工藝公司(Full Mold Process,Inc)的批準,在此以后,該專利就無效了。

  最普遍實用的方法是把涂有耐火材料涂層的模型放入砂箱,模型四周用干砂充填緊實,澆注液態(tài)金屬,取代泡沫塑料模型,這種鑄造工藝被稱為:消失模鑄造(EPC)、氣化模鑄造及實型鑄造等。美國鑄造協(xié)會消失模鑄造委員會采用了"消失模鑄造"作為該工藝的名稱。

  消失模鑄造是一項創(chuàng)新的鑄造工藝方法,可用于生產(chǎn)有色及黑色金屬動力系統(tǒng)的零件,包括:汽缸體、汽缸蓋、曲軸、變速箱、進氣管、排氣管及剎車轂等鑄件。消失模鑄造的工藝流程如下:

  1)預發(fā)泡

  模型生產(chǎn)是消失模鑄造工藝的第一道工序,復雜鑄件如汽缸蓋,需要數(shù)塊泡沫模型分別制作,然后再膠合成一個整體模型。每個分塊模型都需要一套模具進行生產(chǎn),另外在膠合操作中還可能需要一套胎具,用于保持各分塊的準確定位,模型的成型工藝分為兩步,第一步是將聚苯乙烯珠粒預發(fā)到適當密度,一般通過蒸汽快速加熱來進行,此階段稱為預發(fā)泡。

  2)模型成型

  經(jīng)過預發(fā)泡的珠粒要先進行穩(wěn)定化處理,然后再送到成型機的料斗中,通過加料孔進行加料,模具型腔充滿預發(fā)的珠粒后,開始通入蒸汽,使珠粒軟化、膨脹,擠滿所有空隙并且粘合成一體,這樣就完成了泡沫模型的制造過程,此階段稱為蒸壓成型。

  成型后,在模具的水冷腔內(nèi)通過大流量水流對模型進行冷卻,然后打開模具取出模型,此時模型溫度提高且強度較低,所以在脫模和儲存期間必須謹慎操作,防止變形及損壞。

  3)模型簇組合

  模型在使用之前,必須存放適當時間使其熟化穩(wěn)定,典型的模型存放周期多達30天,而對于用設計獨特的模具所成型的模型僅需存放2個小時,模型熟化穩(wěn)定后,可對分塊模型進行膠粘結合。

  分塊模型膠合使用熱熔膠在自動膠合機上進行。膠合面接縫處應密封牢固,以減少產(chǎn)生鑄造缺陷的可能性

  4)模型簇浸涂

  為了每箱澆注可生產(chǎn)更多的鑄件,有時將許多模型膠接成簇,把模型簇浸入耐火涂料中,然后在大約30~60C(86-140F)的空氣循環(huán)烘爐中干燥2~3個小時,干燥之后,將模型簇放入砂箱,填入干砂振動緊實,必須使所有模型簇內(nèi)部孔腔和外圍的干砂都得到緊實和支撐。

  5)澆注

  模型簇在砂箱內(nèi)通過干砂振動充填堅實后,鑄型就可澆注,熔融金屬澆入鑄型后(澆注溫度鑄鋁約在760C/1400F,鑄鐵約在1425C/2600F),模型氣化被金屬所取代形成鑄件。圖1是消失模工藝的砂箱和澆注示意圖。

  在消失模鑄造設備工藝中,澆注速度比傳統(tǒng)空型鑄造更為關鍵。如果澆注過程中斷,砂型就可能塌陷造成廢品。因此為減少每次澆注的差別,最好使用自動澆注機。

  6)落砂清理

  澆注之后,鑄件在砂箱中凝固和冷卻,然后落砂。鑄件落砂相當簡單,傾翻砂箱鑄件就從松散的干砂中掉出。隨后將鑄件進行自動分離、清理、檢查并放到鑄件箱中運走。

  干砂冷卻后可重新使用,很少使用其他附加工序,金屬廢料可在生產(chǎn)中重熔使用。

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