專利名稱：真空消失模鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造工藝，特別是一種真空消失模的鑄造工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)砂型鑄造流程，要經(jīng)過制造模型、制造芯盒、芯骨準備、澆注口準備、配砂準備、芯砂準備、砂箱準備、涂料準備、制芯造型、合箱、澆注、清砂、打磨澆口、清鏟飛邊等一系列的工藝過程，才能出鑄件。這種工藝步驟比較復(fù)雜，由于工藝中型芯組合會造成誤差，取芯后還要處理毛刺和飛邊，增加了機械處理的程序，而且時有出現(xiàn)廢品，另外，清砂、打磨多造成環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以克服已有技術(shù)存在的缺陷的，可以簡化工藝，提高效率和質(zhì)量的真空消失模鑄造工藝。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采取的技術(shù)方案是真空消失模鑄造工藝，其工藝步驟特征在于
(1)泡塑珠粒的選用
選用可發(fā)性聚苯乙烯樹脂珠粒，簡稱EPS，珠粒特點半透明珠粒，預(yù)發(fā)泡倍數(shù)40飛0，粒徑為O. 18、. 80亳米，選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9 1/10 ；
(2)模型制作
預(yù)發(fā)泡方法有三種熱水預(yù)發(fā)泡、蒸汽預(yù)發(fā)泡和真空預(yù)發(fā)泡；
熟化經(jīng)預(yù)發(fā)泡的EPS珠粒放置在干燥、通風的料倉中，除去珠粒表面的水分，熟化時間在8 48小時；
發(fā)泡成型將預(yù)發(fā)泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內(nèi)加熱，使珠粒再次膨脹，填滿珠粒間的空隙，并使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型；
(3)模型組合成簇
將自行加工好或外購的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結(jié)在一起，形成模型簇，這種組合有時在涂料如進打，有時在涂層制備后埋箱造型時進打;
(4)模型涂層
實型鑄造泡塑模型表面需涂一層一定厚度的涂料，形成鑄型內(nèi)殼，消失模鑄造專用涂料，在涂料攪拌機內(nèi)加水攪拌，使其得到合適的粘度，攪拌后的涂料放入容器內(nèi)，用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆兩遍，使涂層厚度為O. 5 2mm，據(jù)鑄件合金種類、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的大小不同選定，涂層在4(T50°C下烘干；
(5)振動造型
包括如下工序砂床制備一放置EPS模型一填砂一密封定型 砂床制備將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，并卡緊，底部放入底砂，砂床厚度在5(Tl00mm以上，振動緊實，型砂為無粘結(jié)劑、無填加物、不含水的干石英砂；放置EPS模型振實型砂后，放置EPS模型組，并培砂固定；填砂加入干砂，幾種加砂方法，同時施以振動X、Y、Z三個方向，時間為30 60秒；密封定型砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂?！罢辰Y(jié)”在一起，維持鑄型澆注過程不崩散；(6)燒注置換EPS模型一般80 V左右軟化，420^480 V時分解，分解產(chǎn)物有氣體、液體及固體三部分， 實型鑄造澆注時，在液體金屬的熱作用下，EPS模型發(fā)生熱解氣化，產(chǎn)生大量氣體，不斷通過涂層型砂，向外排放，在鑄型、模型及金屬間隙內(nèi)形成一定氣壓，液體金屬不斷地占據(jù)EPS 模型位置，向前推進，發(fā)生液體金屬與EPS模型的置換過程，置換的最終形成鑄件；(7)冷卻清理冷卻后，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可，鑄件與干砂自然分離。
本發(fā)明的有益效果是消失模鑄造是一種近無余量、精確成型的新工藝，該工藝無需取模、無分型面、無砂芯，因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度，并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差，和傳統(tǒng)砂型鑄造方法相比，可以減少40%至50%的機械加工間；鑄件精度高，可以通過泡沫塑料模片組合鑄造出高度復(fù)雜的鑄件；無傳統(tǒng)鑄造中的砂芯，因此不會出現(xiàn)傳統(tǒng)砂型鑄造中因砂芯尺寸不準或下芯位置不準確造成鑄件壁厚不均；清潔生產(chǎn)型砂中無化學粘結(jié)劑，低溫下泡沫塑料對環(huán)境無害，舊砂回收率95%以上；降低投資和生產(chǎn)成本、減輕鑄件毛坯的重量、機械加工余量小，因此，消失模鑄造技術(shù)符合鑄造發(fā)展的總趨勢， 有著廣泛的發(fā)展前景。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
具體實施方式
本發(fā)明的工藝采用真空消失鑄造，其步驟如下(I)泡塑珠粒的選用消失模鑄造專用的泡沫珠粒有三種。
選用可發(fā)性聚苯乙烯樹脂珠粒(簡稱EPS)；珠粒特點半透明珠粒，預(yù)發(fā)泡倍數(shù)40飛0，粒徑為O. 18 O. 80亳米，一般選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9 1/10。
(2)模型制作 ①預(yù)發(fā)泡EPS珠粒在加入模具前，要先進行預(yù)發(fā)泡，以使珠粒膨脹到一定尺寸。
預(yù)發(fā)泡過程決定了模型的密度、尺寸穩(wěn)定性及精度，是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。適用于EPS 珠粒予發(fā)泡的方法有三種熱水預(yù)發(fā)泡、蒸汽預(yù)發(fā)泡和真空預(yù)發(fā)泡。真空預(yù)發(fā)泡的珠粒發(fā)泡率高，珠粒干燥，應(yīng)用較多。
②熟化經(jīng)預(yù)發(fā)泡的EPS珠粒放置在干燥、通風的料倉中一定時間。以便使珠粒泡孔內(nèi)外界壓力平衡，使珠粒具有彈性和再膨脹能力，除去珠粒表面的水分。熟化時間在8 48小時。③發(fā)泡成型
將預(yù)發(fā)泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內(nèi)，加熱，使珠粒再次膨脹，填滿珠粒間的空隙，并使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型。出模前必須進行冷卻，使模型降溫至軟化溫度以下，模型硬化定形后，才能出模。出模后還應(yīng)有模型干燥及尺寸穩(wěn)定的時間。設(shè)備有蒸缸及自動成形的成型機兩種。(3)模型組合成簇
將自行加工好或外購的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結(jié)在一起，形成模型簇，這種組合有時在涂料前進行，有時在涂層制備后埋箱造型時進行。是消失模實型鑄造不可缺少的 一道工序。目前使用的粘結(jié)材料橡膠乳液、樹脂溶劑和熱熔膠及膠帶紙。(4)模型涂層
實型鑄造泡塑模型表面必需涂一層一定厚度的涂料，形成鑄型內(nèi)殼。其涂層的作用是為了提高EPS模型的強度和剛度，提高模型表面抗型砂沖刷能力，防止加砂過程中模型表面破損及振動造型及負壓定型時模型的變形，確保鑄件的尺寸精度。外購的消失模鑄造專用涂料，在涂料攪拌機內(nèi)加水攪拌，使其得到合適的粘度。攪拌后的涂料放入容器內(nèi)，用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆。一般涂兩遍，使涂層厚度為O. 5 2mm。據(jù)鑄件合金種類、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小不同選定。涂層在4(T50°C下烘干。(5)振動造型
其工序包括如下工序砂床制備一放置EPS模型一填砂一密封 定型
①砂床制備
將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，并卡緊。底部放入一定厚度的底砂(一般砂床厚度在5(Tl00mm以上)，振動緊實。型砂為無粘結(jié)劑、無填加物、不含水的干石英砂。黑色金屬溫度高，可選用較粗的砂，鋁合金采用較細砂子。型砂經(jīng)處理后要反復(fù)使用。砂箱為單面開口、設(shè)有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機構(gòu)的砂箱。②放置EPS模型
振實后，其上據(jù)工藝要求放置EPS模型組，并培砂固定。③填砂
加入干砂(幾種加砂方法)，同時施以振動(X、Y、Z三個方向)，時 間一般為3(Γ60秒，使型砂充滿模型的各個部位，且使型砂的堆積密度增加。④密封定型
砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂?！罢辰Y(jié)”在一起，維持鑄型澆注過程不崩散，稱之為“負壓定型。較為常用。(6)澆注置換
EPS模型一般80°C左右軟化，42(T480°C時分解。分解產(chǎn)物有氣體、液體及固體三部分。熱分解溫度不同，三者含量不同。實型鑄造澆注時，在液體金屬的熱作用下，EPS模型發(fā)生熱解氣化，產(chǎn)生大量氣體，不斷通過涂層型砂，向外排放，在鑄型、模型及金屬間隙內(nèi)形成一定氣壓，液體金屬不斷地占據(jù)EPS模型位置，向前推進，發(fā)生液體金屬與EPS模型的置換過程。置換的最終結(jié)果是形成鑄件。澆注操作過程采用慢決——慢。 并保持連續(xù)澆注，防止?jié)沧⑦^程斷流。澆后鑄型真空維持:Γ5分鐘后停泵。澆注溫度比砂型鑄造的溫度高3(T50°C。
(7)冷卻清理冷卻后，實型鑄造落砂最為簡單，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可， 鑄件與干砂自然分離。分離出的干砂處·理后重復(fù)使用。
權(quán)利要求
1.一種真空消失模鑄造工藝，其工藝步驟特征在于 (1)泡塑珠粒的選用 選用可發(fā)性聚苯乙烯樹脂珠粒，簡稱EPS，珠粒特點半透明珠粒，預(yù)發(fā)泡倍數(shù)40飛0，粒徑為O. IfO. 80亳米，選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9 1/10 ； (2)模型制作 預(yù)發(fā)泡方法有三種熱水預(yù)發(fā)泡、蒸汽預(yù)發(fā)泡和真空預(yù)發(fā)泡； 熟化經(jīng)預(yù)發(fā)泡的EPS珠粒放置在干燥、通風的料倉中，除去珠粒表面的水分，熟化時間在8 48小時； 發(fā)泡成型將預(yù)發(fā)泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內(nèi)加熱，使珠粒再次膨脹，填滿珠粒間的空隙，并使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型； (3)模型組合成簇 將自行加工好或外購的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結(jié)在一起，形成模型簇，這種組合有時在涂料如進打，有時在涂層制備后埋箱造型時進打; (4)模型涂層 實型鑄造泡塑模型表面需涂一層一定厚度的涂料，形成鑄型內(nèi)殼，消失模鑄造專用涂料，在涂料攪拌機內(nèi)加水攪拌，使其得到合適的粘度，攪拌后的涂料放入容器內(nèi)，用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆兩遍，使涂層厚度為O. 5 2mm，據(jù)鑄件合金種類、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的大小不同選定，涂層在4(T50°C下烘干； (5)振動造型 包括如下工序砂床制備一放置EPS模型一填砂一密封定型 砂床制備將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，并卡緊，底部放入底砂，砂床厚度在5(Tl00mm以上，振動緊實，型砂為無粘結(jié)劑、無填加物、不含水的干石英砂； 放置EPS模型振實型砂后，放置EPS模型組，并培砂固定； 填砂加入干砂,幾種加砂方法，同時施以振動X、Y、Z三個方向，時 間為30 60秒； 密封定型砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂?！罢辰Y(jié)”在一起，維持鑄型澆注過程不崩散； (6)燒注置換 EPS模型一般80 V左右軟化，420^480 V時分解，分解產(chǎn)物有氣體、液體及固體三部分，實型鑄造澆注時，在液體金屬的熱作用下，EPS模型發(fā)生熱解氣化，產(chǎn)生大量氣體，不斷通過涂層型砂，向外排放，在鑄型、模型及金屬間隙內(nèi)形成一定氣壓，液體金屬不斷地占據(jù)EPS模型位置，向前推進，發(fā)生液體金屬與EPS模型的置換過程，置換的最終形成鑄件； (7)冷卻清理 冷卻后，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可，鑄件與干砂自然分離。
全文摘要
一種消失模工藝，其工藝特征是泡塑珠粒的選用、模型制作、經(jīng)預(yù)發(fā)泡、預(yù)發(fā)泡，以使珠粒膨脹到一定尺寸；經(jīng)熟化、發(fā)泡成型、模型組合成簇、模型涂層、振動造型、澆注置換，冷卻清理冷卻后，實型鑄造落砂最為簡單，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可，鑄件與干砂自然分離，分離出的干砂處理后重復(fù)使用。該工藝無需取模、無分型面、無砂芯，因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度，并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差，和傳統(tǒng)砂型鑄造方法相比，可以減少40%至50%的機械加工時間。
文檔編號B22C9/04GK102974762SQ20121056423
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者趙吉 申請人:昌圖縣吉派機械鑄造有限責任公司