專利名稱：一種消失模鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種消失模鑄造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有常用的鑄造法有金屬型鑄造和砂型鑄造。其中，金屬型鑄造是用耐熱合金鋼制作鑄造用中空鑄型模具的一種鑄造工藝。雖然金屬型的鑄型模具能反復(fù)多次使用，使得金屬型鑄造工藝的生產(chǎn)效率很高。但是，由于金屬型鑄造所采用鑄模原料為耐熱合金鋼，價(jià)格昂貴。而針對(duì)該原料進(jìn)行中空型腔的加工過程復(fù)雜，所投入的設(shè)計(jì)成本較多，所以金屬型鑄造的生產(chǎn)成本較高。又因?yàn)榻饘傩丸T造的模具受模具材料尺寸和型腔加工設(shè)備、鑄造設(shè)備能力的限制，所以不適用鑄造大尺寸的鑄件。此外，金屬型鑄造的模具雖然采用耐熱合金鋼為鑄模材料，但耐熱能力仍有限，相比較砂型鑄造耐熱能力差，一般多用于鋁合金、鋅合金、鎂合金的鑄造，在銅合金鑄造中已較少應(yīng)用，而用于黑色金屬鑄造就更少了。砂型鑄造是一種以砂作為鑄型模具的傳統(tǒng)鑄造工藝。相對(duì)金屬型鑄造適應(yīng)性很強(qiáng)，小件、大件，簡單件、復(fù)雜件，單件、大批量都可采用該種鑄造方法。同時(shí)，生產(chǎn)成本較金屬型鑄造低，耐火度較金屬型鑄造更高，適用于如銅合金和黑色金屬等熔點(diǎn)較高的材料。但是砂型鑄造的不足之處在于，由于每個(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一次，獲得鑄件后鑄型即損壞，必須重新造型，所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低。又因?yàn)樽鳛殍T型材料的砂，整體性質(zhì)軟而多孔，所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低，表面也較粗糙。由上述可知，金屬型鑄造的鑄型材料為合金鋼，所以需要配套型腔加工設(shè)備，對(duì)應(yīng)的鑄型工藝相對(duì)復(fù)雜，成本高；而砂型鑄造雖然成本低，由于采用松散不易定型的砂粒作為鑄型材料，所以鑄型的成型效率低。故現(xiàn)有鑄造方法無法同時(shí)具備高效鑄型和低成本兩個(gè)效果。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種消失模鑄造方法，可提高鑄型效率，同時(shí)降低鑄型成本。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種消失模鑄造方法，具體步驟包括步驟1、參照待鑄造的鑄件形狀，采用泡沫為原料，成型泡沫模，并在泡沫模上留有澆注口 ；步驟2、在成型的泡沫模上涂覆耐高溫的透氣性材料，在45°C以下的環(huán)境中烘烤4 7小時(shí)；步驟3、在步驟2中烘烤好的泡沫模上鋪設(shè)原砂，以先四周后中間的形式進(jìn)行填砂，同時(shí)三維震實(shí),使沙中的氣體排出；步驟4、在負(fù)壓的作用下，從澆注口向泡沫模內(nèi)澆鑄成型；步驟5、落砂清理得到鑄件。
進(jìn)一步，所述步驟I中的泡沫模通過以下幾個(gè)步驟獲得，具體為步驟1-1、預(yù)發(fā)泡采用EPS為原料加入發(fā)泡劑進(jìn)行蒸氣預(yù)發(fā)泡，得到EPS珠粒；步驟1-2、珠粒熟化處理將所得EPS珠粒進(jìn)行干燥處理后，堆積熟化時(shí)間為10-70h，使EPS珠粒內(nèi)外壓力平衡；步驟1-3、發(fā)泡成型將步驟1-2中的EPS珠粒放入模具中，加熱進(jìn)行二次發(fā)泡，獲得泡沫模；步驟1-4、泡沫模熟化處理將泡沫模放置在55 65°C的環(huán)境下，烘干5飛h。進(jìn)一步，所述步驟1-2中的珠粒熟化處理，EPS珠粒堆積密度為15kg/m3，熟化時(shí)間為 50-70h。進(jìn)一步，所述步驟1-2中的珠粒熟化處理，EPS珠粒堆積密度為20kg/m3，熟化時(shí)間為 25-50h。進(jìn)一步，所述步驟1-2中的珠粒熟化處理，EPS珠粒堆積密度為25kg/m3，熟化時(shí)間為 10-20h。進(jìn)一步，所述步驟I中的泡沫?？上戎瞥煞制呐菽?，再通過粘合的方式組合成與鑄件相同形狀的泡沫模。進(jìn)一步，所述步驟2中的耐高溫的透氣性材料包括耐火材料、粘結(jié)劑以及懸浮劑。進(jìn)一步，所述步驟3中原砂的粒度為15-18目。進(jìn)一步，所述步驟3中在填砂后，泡沫模的吃砂量為底面170_190mm，側(cè)面85-95mm。進(jìn)一步，所述步驟3中的原砂為呋喃樹脂砂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了泡沫模作為鑄型，一方面解決了金屬型鑄模鑄型難加工的問題，另一方面解決了砂鑄鑄型不易成型的問題。由于泡沫模本身易于加工塑性，可同時(shí)批量生產(chǎn)，所以鑄型的加工效率較高。并且泡沫模的成型處理過程所用原材料以及設(shè)備成本較低，所以相對(duì)的整個(gè)鑄造工藝也就能夠有效的降低生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明中泡沫模成型的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心思路是將鑄造用的鑄型材料選用以泡沫為原料制成的泡沫模，將泡沫模的周圍鋪設(shè)耐高溫的原砂，再通過向泡沫模內(nèi)澆灌，待泡沫模逐步消失后，便可得到預(yù)定的鑄件。EPS為聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene)是一種輕型高分子聚合物。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1，一種消失模鑄造方法，具體步驟包括步驟1、參照待鑄造的鑄件形狀，采用泡沫為原料，成型泡沫模，并在泡沫模上留有澆注口 ；
步驟2、在成型的泡沫模上涂覆耐高溫的透氣性材料，在45°C以下的環(huán)境中烘烤4 7小時(shí)；步驟3、在步驟2中烘烤好的泡沫模上鋪設(shè)原砂，以先四周后中間的形式進(jìn)行填砂，同時(shí)三維震實(shí),使沙中的氣體排出；步驟4、在負(fù)壓的作用下，從澆注口向泡沫模內(nèi)澆鑄成型；步驟5、落砂清理得到鑄件。參見圖2，在本發(fā)明的步驟I中，泡沫模通過以下幾個(gè)步驟獲得，具體為步驟1-1、預(yù)發(fā)泡采用EPS為原料加入發(fā)泡劑進(jìn)行蒸氣預(yù)發(fā)泡，得到EPS珠粒；步驟1-2、珠粒熟化處理將所得EPS珠粒進(jìn)行干燥處理后，堆積熟化時(shí)間為10-70h，使EPS珠粒內(nèi)外壓力平衡；步驟1-3、發(fā)泡成型將步驟1-2中的EPS珠粒放入模具中，加熱進(jìn)行二次發(fā)泡，獲得泡沫模；步驟1-4、泡沫模熟化處理將泡沫模放置在55 65°C的環(huán)境下，烘干5飛h。在上述步驟1-2中所說的珠粒熟化處理是指，經(jīng)過步驟1-1中預(yù)發(fā)泡獲得的EPS珠粒，由于驟冷造成珠粒中發(fā)泡劑和滲入蒸汽的冷凝，時(shí)珠粒內(nèi)形成真空。如果立即送去成型，珠粒一旦被壓扁便不會(huì)再復(fù)原，最終得到的泡沫模質(zhì)量很差。為了避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)將珠粒堆積存儲(chǔ)一段時(shí)間，讓空氣滲入珠粒中，使殘余的發(fā)泡劑重新擴(kuò)散，均勻分布，保持珠粒內(nèi)外壓力平衡，進(jìn)而使珠粒富有彈性增加泡沫模成型時(shí)的膨脹能力和泡沫模成型后抵抗外力變形、收縮的能力。由于珠粒的熟化處理直接影響到最終成型的泡沫模，所以對(duì)應(yīng)的熟化時(shí)間應(yīng)當(dāng)滿足以下條件EPS珠粒堆積密度為15kg/m3時(shí)，熟化時(shí)間為50_70h。EPS珠粒堆積密度為20kg/m3時(shí)，熟化時(shí)間為25_50h。EPS珠粒堆積密度為25kg/m3時(shí)，熟化時(shí)間為10_20h。在上述步驟1-3中的模具是指與待鑄造的鑄件相同的模具，也可以是待鑄造的鑄件分解后的模具。前者經(jīng)過發(fā)泡成型的二次發(fā)泡，泡沫?？芍苯荧@得與待鑄造的鑄件相同的形狀；后者則是由于待鑄造的鑄件形狀復(fù)雜不便于泡沫模的一次成型。針對(duì)后邊所述模具的情況，泡沫模成型可先將制成分片的泡沫模，再通過粘合的方式組合成與鑄件形狀相同的泡沫模。在上述步驟1-4泡沫模熟化處理中，泡沫模從模具中取出時(shí)含有水分，由于水分的蒸發(fā)和泡沫模后期的應(yīng)力松弛，很容易引起泡沫模尺寸的變化。為了使泡沫模能夠及時(shí)定型，所以采用泡沫模熟化處理，即將泡沫模放置在55飛5°C的環(huán)境下，烘干5 6h。在本發(fā)明的步驟2中耐高溫的透氣性材料包括耐火材料、粘結(jié)劑以及懸浮劑。其中耐火材料決定了涂料的耐火度化學(xué)穩(wěn)定性和絕熱性能；粘結(jié)劑，決定了涂料的強(qiáng)度和透氣性；懸浮劑則是防止涂料中的固體耐火物質(zhì)沉淀。之所以需要涂覆耐高溫的透氣性材料，其目的在于澆鑄時(shí)涂層能夠?qū)⒁簯B(tài)金屬與原砂之間進(jìn)行隔離，以及能夠讓泡沫分解的產(chǎn)物順利排出，以此得到表面光滑、毛刺少的高質(zhì)量鑄件。在本發(fā)明的步驟3中，為了能夠使原砂輕易的填充在泡沫模的四周，故原砂的粒度選為15-18目。為了從鑄造過程中保證鑄件的質(zhì)量，所以泡沫模的吃砂量為底面170-190mm,側(cè)面85_95mm。原砂可以選用二氧化娃,也可選用呋喃樹脂砂。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種消失模鑄造方法，具體步驟包括 步驟1、參照待鑄造的鑄件形狀，采用泡沫為原料，成型泡沫模，并在泡沫模上留有澆注Π ； 步驟2、在成型的泡沫模上涂覆耐高溫的透氣性材料，在45°C以下的環(huán)境中烘烤Γ7小時(shí)； 步驟3、在步驟2中烘烤好的泡沫模上鋪設(shè)原砂，以先四周后中間的形式進(jìn)行填砂，同時(shí)三維震實(shí)，使沙中的氣體排出； 步驟4、在負(fù)壓的作用下，從澆注口向泡沫模內(nèi)澆鑄成型； 步驟5、落砂清理得到鑄件。
2.如權(quán)利要求1所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟I中的泡沫模通過以下幾個(gè)步驟獲得，具體為 步驟1-1、預(yù)發(fā)泡采用EPS為原料加入發(fā)泡劑進(jìn)行蒸汽預(yù)發(fā)泡，得到EPS珠粒； 步驟1-2、珠粒熟化處理將所得EPS珠粒進(jìn)行干燥處理后，堆積熟化時(shí)間為10-70h，使EPS珠粒內(nèi)外壓力平衡； 步驟1-3、發(fā)泡成型將步驟1-2中的EPS珠粒放入模具中，加熱進(jìn)行二次發(fā)泡，獲得泡沫模； 步驟1-4、泡沫模熟化處理將泡沫模放置在55飛5°C的環(huán)境下，烘干5飛h。
3.如權(quán)利要求2所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟1-2中的珠粒熟化處理，EPS珠粒堆積密度為15kg/m3，熟化時(shí)間為50-70h。
4.如權(quán)利要求2所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟1-2中的珠粒熟化處理，EPS珠粒堆積密度為20kg/m3，熟化時(shí)間為25-50h。
5.如權(quán)利要求2所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟1-2中的珠粒熟化處理，EPS珠粒堆積密度為25kg/m3，熟化時(shí)間為10-20h。
6.如權(quán)利要求1所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟I中的泡沫模可先制成分片的泡沫模，再通過粘合的方式組合成與鑄件相同形狀的泡沫模。
7.如權(quán)利要求1所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟2中的耐高溫的透氣性材料包括耐火材料、粘結(jié)劑以及懸浮劑。
8.如權(quán)利要求1所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟3中原砂的粒度為15-18 目。
9.如權(quán)利要求1所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟3中在填砂后，泡沫模的吃砂量為底面170-190_，側(cè)面85-95_。
10.如權(quán)利要求1所述的消失模鑄造方法，其特征在于所述步驟3中的原砂為呋喃樹脂砂。
全文摘要
本發(fā)明公開一種消失模鑄造方法包括1、采用泡沫為原料，成型與鑄件形狀相同的泡沫模，并在泡沫模上留有澆注口；2、在泡沫模上涂覆耐高溫的透氣性材料，在45℃以下的環(huán)境中烘烤4~7小時(shí)；3、在泡沫模上鋪設(shè)原砂，以先四周后中間的形式進(jìn)行三維震實(shí)填砂，使沙中的氣體排出；4、在負(fù)壓的作用下，從澆注口向內(nèi)澆鑄；5、落砂清理得到鑄件。由于采用了泡沫模作為鑄型，所以一方面解決了金屬型鑄模鑄型難加工的問題，另一方面解決了砂鑄模鑄型不易成型的問題。由于泡沫模本身易于加工塑性，可同時(shí)批量生產(chǎn)，所以鑄型的加工效率較高。并且泡沫模的成型處理過程所用原材料以及設(shè)備成本較低，所以相對(duì)的整個(gè)鑄造工藝也就能夠有效的降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B22C9/04GK103008548SQ20121057530
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者蔡明根 申請(qǐng)人:安岳縣金龍機(jī)械制造有限公司