消失模铸造机床铸件的工艺过程

中国消失模铸造机床铸件生产应用水平与发达国家仍有差距,尤其是铝合金消失模铸造。 2.工艺概述 (1)消失模铸造铸铁平台的工艺过程 消失模铸造是用泡沫塑料(EPS, STMMA或EPMMA)制作成与机床铸件结构尺寸相近(加收缩量)的模样(白模),经浸涂耐火粘结涂料(起强化、光洁作用)烘干后埋人特殊砂箱干砂造型,经三维或二维(简单铸件一维)微振加负压紧实,在不用砂芯、活块甚至无冒口的情况下,浇入培化的金属液而形成铸件。整个机床铸件成形过程是在一定负压下,先使模样受热分解进而被金属液(合金液)取代的一次性成形的铸造工艺。消失模铸造有多种不同叫法,国内主要称为干砂实型铸造、负压实型铸造(简称EPC铸造),而凝砂实型铸造简称PMC铸造。EPC铸造美国称为lst foam process,意大利称为policast process等。 (2)消失模铸造工艺的优缺点 消失模铸造工艺综合了“磁型铸造”和“V法铸造”的优势,被国内外铸造界誉为"21世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命"。 消失模铸造工艺的优缺点可从铸造加工工艺过程来分析比较: 制模:优点:白模模具专一,便于维修,使用寿命长 缺点:白模模具结构复杂、加工周期长。模具初始成本较高。 造型:优点:简化工厂工艺设计,无型砂粘结剂,不用砂芯。白模模具可重复使用。 缺点:白模浇注系统要粘结,白模只能用一次。 浇注:优点:节约了金属合金浇注系统用量,球墨铸铁和一些合金铸铁可实现无冒口铸造。 缺点:提高了金属液浇注温度,增加了砂型铸件冷却输送设备 清理:优点:减少铸件表面清理工作量,无铸造毛刺、飞边。对球墨铸铁无切除冒口工艺。 缺点:增加进行模样组串和去除内浇道的专用工具。 环保:优点:无混砂工艺造成的污染,减除了废砂对环境的污染。 缺点:要有一套尼气废气处理装置。 投资:优点:工厂设计水平高度灵活,经济效益好,便于旧车间改造或增添消失模铸造工艺。 缺点:制作白模自动化程度低,大多采用手工制模和粘结浇注系统。www.zhuzaogs.com 1.2 机床铸件消失模铸造成型原理 在消失模铸造工艺过程中,由于模样实体型腔的存在,使得消失模铸造工艺得到大大简化,铸件外观质量大大提高,设备投资大大减少,生产效率大大提高。但因模样实体型腔的存在,使得消失模铸件成型的原理与空腔铸造大大不同,对铸件的内在质量产生关键性的影响,也是形成各种铸造缺陷的主要原因。 ·本节主要分析消失模铸造工艺的特点和球铁铸件成型的过程及机理,从模样与液态金属的相互作用、模样热解产物对铸件质量的影响,以及铸件中夹杂物形成的原因进行了综合试验和分析,为防止消失模铸件产生各种特有的铸造缺陷,提高铸件质量提出了特定的全面解决方案和措施,为消失模铸造技术和生产,为提高消失模铸件质量提供理论基础,为生产实践提供有力的技术支撑。 1.2.1 机床铸件消失模铸造成型原理分析 消失模铸造的 大优点源于无需起模、下芯与合箱操作,给工艺操作带来 大好处,生产效率大大提高;但其 大缺点也源于此,实体模样的存在使金属液充型过程变得 为复杂,由此猎来铸件的各种铸造缺陷。另外,浇注过程中负压的作用也使金属液充型变得更加复杂。由 于消失 消失模铸件是靠液态金属将模样热解汽化,由液态金属取代模样原有位置,凝园后形威馅件。在液 请尖模铸造及实型铸造技术手肺 态金属充型流动的前沿,存在着十分复杂的物理与化学反应,传热、传质与动量传递过程复合交错 1)在液态金属前沿,与尚未汽化的模样之间形成一定厚度的气歌,在该气隙中高温液态金属与涂层、干砂及未汽化的模样之间,存在着传导、对流、辐射等热量传输作用和化学反应。 2)消失模模样在商温金属液作用下形成的热解产物,与液态金属、涂料及干砂之间,也存在着物理化学反应和质量传输。 3)在金属液充型过程中,气腺中的气压升高,模样热解吸热反应,使金属液流动前沿的温度不断降低,对液态金属充型的动量传输具有一定的影响。 所示消失模铸造液态金属的充型过程,以及金属流动前沿热量、质量和动量的传输过程。与传统的砂型铸造相比,消失模铸造成塑过程要复杂得多,不仅直接关系到铸件成型成败以及铸件质量高低,而且对铸件内在质量有至关重要的影响。众所周知,铸造缺陷基本都来自液态金属充型到凝固的短短时间内,在这短短的一瞬间,铸型型腔内发生着“翻天覆地”的变化,存在模样受热分解、模样与前进中的液态金属充型前沿之间出现气隙、液态金属充型前进受阻、液态金属充塑流动状态发生 大紊乱、负压造成液态金属充型流幼产生严重的附壁效应,热解气态产物通过涂料层向型砂中排出、热节残留固态产物在液态金属的充型流动中被卷入型腔、被态金属中的各种夹杂物在上浮移动中受负压的作用变得缓慢而部分滞留在铸件内等。所发生的种种物理化学现象都是无法“看得到”的,成为铸造生产中的“黑匣子”。解开“黑匣子”,找到产生铸造缺陷的“病因",是消失模铸造工作者梦寐以求的愿望和向往的目标。