消失模铸造设备

时间:2024-08-05 23:38:14编辑:奇事君

消失模铸造设备主要有哪些种类呀

消失模铸造简介
1958年,H.F.Shroyer发明了用可发性泡沫塑料模型制造金属铸件的技术并取得了专利。最初所用的模型是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的,采用含粘结剂的型砂造型。德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利并加以开发和应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术后来由T.R.Smith于1964年申请了专利。在1980年以前使用无粘结剂干砂工艺必须得到实型铸造工艺公司(Full Mold Process,Inc)的批准,在此以后,该专利就无效了。

最普遍实用的方法是把涂有耐火材料涂层的模型放入砂箱,模型四周用干砂充填紧实,浇注液态金属,取代泡沫塑料模型,这种铸造工艺被称为:消失模铸造(EPC)、气化模铸造及实型铸造等。美国铸造协会消失模铸造委员会采用了"消失模铸造"作为该工艺的名称。

消失模铸造是一项创新的铸造工艺方法,可用于生产有色及黑色金属动力系统的零件,包括:汽缸体、汽缸盖、曲轴、变速箱、进气管、排气管及刹车毂等铸件。消失模铸造的工艺流程如下:

1)预发泡

模型生产是消失模铸造工艺的第一道工序,复杂铸件如汽缸盖,需要数块泡沫模型分别制作,然后再胶合成一个整体模型。每个分块模型都需要一套模具进行生产,另外在胶合操作中还可能需要一套胎具,用于保持各分块的准确定位,模型的成型工艺分为两步,第一步是将聚苯乙烯珠粒预发到适当密度,一般通过蒸汽快速加热来进行,此阶段称为预发泡。

2)模型成型

经过预发泡的珠粒要先进行稳定化处理,然后再送到成型机的料斗中,通过加料孔进行加料,模具型腔充满预发的珠粒后,开始通入蒸汽,使珠粒软化、膨胀,挤满所有空隙并且粘合成一体,这样就完成了泡沫模型的制造过程,此阶段称为蒸压成型。

成型后,在模具的水冷腔内通过大流量水流对模型进行冷却,然后打开模具取出模型,此时模型温度提高且强度较低,所以在脱模和储存期间必须谨慎操作,防止变形及损坏。

3)模型簇组合

模型在使用之前,必须存放适当时间使其熟化稳定,典型的模型存放周期多达30天,而对于用设计独特的模具所成型的模型仅需存放2个小时,模型熟化稳定后,可对分块模型进行胶粘结合。

分块模型胶合使用热熔胶在自动胶合机上进行。胶合面接缝处应密封牢固,以减少产生铸造缺陷的可能性

4)模型簇浸涂

为了每箱浇注可生产更多的铸件,有时将许多模型胶接成簇,把模型簇浸入耐火涂料中,然后在大约30~60C(86-140F)的空气循环烘炉中干燥2~3个小时,干燥之后,将模型簇放入砂箱,填入干砂振动紧实,必须使所有模型簇内部孔腔和外围的干砂都得到紧实和支撑。

5)浇注

模型簇在砂箱内通过干砂振动充填坚实后,铸型就可浇注,熔融金属浇入铸型后(浇注温度铸铝约在760C/1400F,铸铁约在1425C/2600F),模型气化被金属所取代形成铸件。图1是消失模工艺的砂箱和浇注示意图。

在消失模铸造工艺中,浇注速度比传统空型铸造更为关键。如果浇注过程中断,砂型就可能塌陷造成废品。因此为减少每次浇注的差别,最好使用自动浇注机。

6)落砂清理

浇注之后,铸件在砂箱中凝固和冷却,然后落砂。铸件落砂相当简单,倾翻砂箱铸件就从松散的干砂中掉出。随后将铸件进行自动分离、清理、检查并放到铸件箱中运走。

干砂冷却后可重新使用,很少使用其他附加工序,金属废料可在生产中重熔使用。

1.2 消失模铸工艺的优点

消失模铸工艺在技术、经济、环境保护三个主要方面具面优势。

1.2.1 技术方面

1)模型设计的自由度增大

新工艺有可能进行造型设计,并完全可以从第一阶段就能在模型上增加一些附加功能。例如:柴油预热器有一个特殊功能部件,它可采用消失模铸造工艺进行制造,而不能采用传统铸造方法生产。

2)免除了铸件生产中使用的砂芯

3)很多铸件可以不要冒口补缩

4)提高铸件精度

可获得形状结构复杂,可100重复生产高精度铸件,可使铸件壁厚偏差控制在-0.15~+0.15mm之间

5)在模型接合面不产生飞边

6)具有减轻铸件重量约1/3的优势

7)减少加工余量

可以减小机加工余量,对某些零件甚至可以不加工。这就大大减少了机加工和机床投资(例如,对于不同情况可以减少一半投资)。

8)与传统空腔铸造相比,模具投资下降。

9)完全消除了传统的落砂和出芯工序

1.2.2 经济方面

1)可整体生产复杂铸件

采用新工艺设计,分块模型可胶合组成整体模型,铸成复杂整体部件,对比原先多个铸件组合装配部件(如柴油预热器)而言,可获益1到10倍。

2)减少车间人员

建立消失模铸造工厂,所雇员工数量少于传统铸造工厂,因此应当考虑这一因素。

3)铸造工艺灵活

铸造工艺的灵活性非常重要,因为新工艺有可能同时生产在砂箱中变化放置大量类似的或不同的铸件,浇注系统也因此十分灵活。总之,我们可以说,每种优势都与经济利益相一致,同时还改善了工作条件。

1.2.3 环境保护

聚苯乙烯和PMMA在燃烧时产生一氧化碳、二氧化碳、水及其他碳氢化合物气体,其含量均低于欧洲允许的标准。干砂可使用天然硅砂,100%反复循环使用,不含有粘结剂。模型使用的涂料是在水中添加粘结剂等辅料组成,不产生污染。


消失模铸造生产线哪家比较靠谱?

消失模铸造工艺被称为21世纪的绿色铸造,很多铸造厂都是直接转型消失模铸造,因为大多做消失模设备的并不一定懂消失模铸造的工艺,就造成了工艺的普及还并不是很到位,所以很多铸造厂在整个过程中还是出现很多问题,荣阳消失模工艺是技术总工1999年开始接触消失模铸造,并结合实际情况总结的精华,荣阳具有20年的铸造经验,惠及了众多客户。1,消失模铸造工艺流程-白模将做好的白模或采购的白模,按铸件的要求组合到一起,用冷胶或热熔胶粘结,缝隙用消失模修补膏进行修补,上涂料并烘干,在此过程中需注意,白模的密度,胶的使用方法,修不膏的使用方法,涂料的质量及是否适合铸件,烘干房的温湿度等细节要求。2,消失模铸造工艺流程-装箱砂箱放置震实台上,将烘干好的消失模模型放置砂箱中,并根据砂箱大小合理组好簇。砂箱震实,并在装箱过程中利用荣阳消失模生产线的回沙系统填砂至整箱装满,装满后用熟料布平铺在上方并盖砂。此过程注意,砂箱底层需铺一层砂,合理规划模型的组簇,一半小件可以放2层,大件1层,并且要规划好铁水的流动过程,是否有漏铁水的缝隙,个别铸件需要注意 一下倾斜度,整个过程震实台需要震2-3次。3,消失模铸造工艺流程-抽真空砂箱运至抽真空或浇铸区,在浇口位置放置浇冒。

什么是消失模铸造?

消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5μm;铸件尺寸精度可达CT7至9;加工余量最多为1.5至2mm,可大大减少机械加工的费用,和传统砂型铸造方法相比,可以减少40%至50%的机械加工间。
消失模铸造的特点:
(1)铸件精度高
消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5μm;铸件尺寸精度可达CT7至9;加工余量最多为1.5至2mm,可大大减少机械加工的费用,和传统砂型铸造方法相比,可以减少40%至50%的机械加工时间。
(2)设计灵活
为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。
(3)无传统铸造中的砂芯
因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。
(4)清洁生产
型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。
(5)降低投资和生产成本
减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。
(6)缺点和局限性
消失模铸造工艺与其他铸造工艺一样,有它的缺点和局限性,并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产,要进行具体分析。
主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。
铸件的批量 批量越大,经济效益越可观。
铸件材质 其适用性好与差的顺序大致是:灰铸铁--非铁合金--普通碳素钢--球墨铸铁--低碳钢和合金钢;通过必要的准备以不致使工艺实验、调试周期过长。
铸件大小 主要考虑相应设备的使用范围(如振实台,砂箱)。
铸件结构 铸件结构越复杂就越能体现消失模铸造工艺的优越性和经济效益,对于结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入生产。


消失模铸造技术都有哪些种类?

消失模铸造技术(EPC或LFC)是用泡沫塑料制作成与零件结构和尺寸完全一样的实型模具,经浸涂耐火粘结涂料,烘干后进行干砂造型,振动紧实,然后浇入金属液使模样受热气化消失,而得到与模样形状一致的金属零件的铸造方法。消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新技术,它不需要合箱取模,使用无粘结剂的干砂造型,减少了污染,被认为是21世纪最可能实现绿色铸造的工艺技术。消失模铸造技术主要有以下几种:1、压力消失模铸造技术压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合的铸造新技术,它是在带砂箱的压力灌中,浇注金属液使泡沫塑料气化消失后,迅速密封压力灌,并通入一定压力的气体,使金属液在压力下凝固结晶成型的铸造方法。这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷,提高铸件致密度,改善铸件力学性能。2、真空低压消失模铸造技术真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发展的一种新铸造技术。真空低压消失模铸造技术的特点是:综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优势,在可控的气压下完成充型过程,大大提高了合金的铸造充型能力;与压铸相比,设备投资小、铸件成本低、铸件可热处理强化;而与砂型铸造相比,铸件的精度高、表面粗糙度小、生产率高、性能好;反重力作用下,直浇口成为补缩短通道,浇注温度的损失小,液态合金在可控的压力下进行补缩凝固,合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密;真空低压消失模铸造的浇注温度低,适合于多种有色合金。3、振动消失模铸造技术振动消失模铸造技术是在消失模铸造过程中施加一定频率和振幅的振动,使铸件在振动场的作用下凝固,由于消失模铸造凝固过程中对金属溶液施加了一定时间振动,振动力使液相与固相间产生相对运动,而使枝晶破碎,增加液相内结晶核心,使铸件最终凝固组织细化、补缩提高,力学性能改善。该技术利用消失模铸造中现成的紧实振动台,通过振动电机产生的机械振动,使金属液在动力激励下生核,达到细化组织的目的,是一种操作简便、成本低廉、无环境污染的方法。4、半固态消失模铸造技术半固态消失模铸造技术是消失模铸造技术与半固态技术相结合的新铸造技术,由于该工艺的特点在于控制液固相的相对比例,也称转变控制半固态成形。该技术可以提高铸件致密度、减少偏析、提高尺寸精度和铸件性能。5、消失模壳型铸造技术消失模壳型铸造技术是熔模铸造技术与消失模铸造结合起来的新型铸造方法。该方法是将用发泡模具制作的与零件形状一样的泡沫塑料模样表面涂上数层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的泡沫塑料模样燃烧气化消失而制成型壳,经过焙烧,然后进行浇注,而获得较高尺寸精度铸件的一种新型精密铸造方法。它具有消失模铸造中的模样尺寸大、精密度高的特点,又有熔模精密铸造中结壳精度、强度等优点。与普通熔模铸造相比,其特点是泡沫塑料模料成本低廉,模样粘接组合方便,气化消失容易,克服了熔模铸造模料容易软化而引起的熔模变形的问题,可以生产较大尺寸的各种合金复杂铸件6、消失模悬浮铸造技术。消失模悬浮铸造技术是消失模铸造工艺与悬浮铸造结合起来的一种新型实用铸造技术。该技术工艺过程是金属液浇入铸型后,泡沫塑料模样气化,夹杂在冒口模型的悬浮剂(或将悬浮剂放置在模样某特定位置,或将悬浮剂与EPS一起制成泡沫模样)与金属液发生物化反应从而提高铸件整体(或部分)组织性能。由于消失模铸造技术成本低、精度高、设计灵活、清洁环保、适合复杂铸件等特点,符合新世纪铸造技术发展的总趋势,有着广阔的发展前景。


消失模铸造技术的基本生产要求有哪些?

消失模铸造技术作为一种铸件近静形成形方法,近年来得到了快速发展。在国外由于机械化、自动化消失模铸造生产线的陆续建成投产及所产生的显著的经济和社会效益,使消失模铸造技术显现出强大的生命力。前一段时间我国的消失模铸造技术应用虽然进展缓慢,但在近几年得到了快速发展。特别是由于消失模铸造设备投资少、工艺路线短,许多原有的中小铸造企业也越来越多地采用该项技术。但是,有些企业对一些操作问题未能加以重视,使得在生产过程中出现了一些问题,对铸件的质量产生了很大影响。
1.模型制作
在消失模铸造工艺中,模型制作是一个非常重要的环节。EPS原料的选择、模型的加工工艺、尺寸精度、模型密度、浇注时热解产物多少等因素的控制,是获得优质铸件的前提。现有的中小企业模型制作有以下几种方式:
(1) 用包装EPS板材切割、粘接而成。
(2) 自制模具,委托外厂加工。
(3) 自制简易的预发成型设备。
采用上述方法制作模型,普遍存在不重视模样密度变化的现象,特别是模型在委托外厂加工时水分不易控制,经常性出现浇注时铁水从浇口中反喷或铸件出现冷隔、浇不足等现象。为此在生产过程中应加强对模型密度的检验,增加对模型的烘干时间等方法;EPS珠粒经工艺实验选定后,不能随意改变原料生产厂家;预发时用称量工具控制珠粒密度,改变凭人工经验控制珠粒密度的方法;采取上述方法后,使问题得到了解决。
2.振动存在的问题
振动紧实是消失模铸造的四大关键技术之一,振动的作用是使干砂在砂箱中产生动态流动,提高干砂的充填性及其密度,防止出现铸造缺陷。在干砂振动充填时,比较理想的状况是,干砂在振动过程中进行有序流动,在保证模型不变形的前提下,均匀地充填到模型的各个部位,使砂箱内型砂获得较高和较均匀的充填密度。中小企业的消失模铸造振动台多为自制设备,在振动时,最常见的现象是由于振动操作不当,造成模样变形、涂料层开裂等,从而造成相应的铸造缺陷。有些振动台本身由于激振力过大、同一组电机的偏振块不平衡也易造成模样变形。为此,主要应调整激振力、振幅和振动时间;对于尺寸较大而结构简单的铸件,可将六个电机的三维振动改为双电机的垂直或水平振动;特别是通过检测仪器对振动台的各参数加以检测和调整,使之达到设计的要求。
3.涂料使用存在问题
在消失模铸造工艺中,使用涂料可提高模样的刚度和强度,使EPS模样与铸型隔离,防止粘砂及铸型塌陷;在浇铸过程中允许模样高温分解产物及时顺利地通过涂层排出。涂料一般由耐火材料、粘结剂、悬浮剂等组成,各组成物的比例对涂料的性能有很大影响。但一些企业对涂料组成的作用不十分清楚,随意改动涂料配方和配制工艺,或由于缺少某组成物时继续配制使用,导致涂料性能大大下降;有些企业在模样浸涂烘干工序中存在问题,有时为了缩短时间,在第一次涂料未干的情况下就进行下一次浸涂,导致模型内部未充分干燥,其中存在着水分;而夏季只采用晾晒方法,工艺上存在着不稳定性,造成浇注时反喷或产生气孔;涂层厚度没有注意到根据铸件不同、浇注温度和铁水压头的变化有所变化。
只有注意并解决了上述问题,并在操作细节上下功夫,就不会产生由于涂料而产生的铸造缺陷。
4.浇注过程存在问题
消失模铸造在浇注时,为了排出气体和模样气化残渣,直浇道要有足够的高度以使金属液有足够的压头以推动金属液流稳定快速充型,确保铸件表面完整清晰。在实践中有些企业采用原有砂型铸造用的浇口杯,由于尺寸较小,易出现液流不平稳导致工件报废的现象。为保证有足够的流量使浇注过程不断流,并很快建立起动压头,可改用较大的浇口杯;直浇道做成中空来减少发气反喷,增大开始浇注时的压头。
消失模铸造采用负压干砂振动造型,采用此种方法造型时铸型强度远大于湿型砂强度。采用抽负压方法可提高铸型的稳定性,及时抽走模样气化时产生的热解气化产物。但在生产过程中,有些工厂只注意观察浇注前的表负压,但浇注过程中往往忽视负压变化,从而造成铸件缺陷。通过采取根据铸件大小和热解产物的多少,在浇注过程中对负压进行调节的方法,可很好地解决此问题。


消失模成型机如何工作

消失模成型机有自动和手动两种,手动是靠人工操作液压阀控制,使成型机上模板、左右模板、前后模板按照模具设计时的顺序开启和闭合。 将熟化后的可发性聚苯乙烯珠粒填满密闭的型腔,在较短的时间内将热蒸气通过型壁的气孔直接进入型腔中,使珠粒受热后软化膨胀。由于型腔的限制,膨胀的珠粒得以填满全部空隙,完全粘结为一整体,经过冷却定型后,再打开模具取出铸件模样。
自动消失模成型机按照手动的顺序采用PLC自动控制液压阀,完成模具的开启和闭合。


模压成型包括两个阶段,蒸气加热和冷却定型。
熟化后的预发珠粒通过蒸气进行加热,约在20s-60s的时间内,空气来不及溢出,受热膨胀后产生压力,压力的总和大于珠粒外面所加热的蒸气压力,此时聚合物软化,发泡剂汽化后泡孔内的压力大于外面的压力,珠粒又再度膨胀,并胀满珠粒间隙而结成整块,形成与模具形状相同的泡沫塑料制品,通水冷却后便可以成型聚合。


消失模铸造法按EPC工艺先制成泡塑模型,涂挂特制涂料,干燥后置于特制砂箱中,填入干砂,三维振动紧实,抽真空状态下浇铸,模型气化消失,金属置换模型,复制出与泡塑模一样的铸件,冷凝后释放真空,从松散的砂中取出铸件,进行下一个循环。

消失模铸造工艺流程
1、制作泡塑气化模具(手工、机械);
2、泡塑气化,模具组合后烘干;
3、泡塑气化模具表面刷、喷耐火涂料后再次烘干(一定干透);
4、将特制砂箱置于三维振实台上;
5、填入低砂(干砂)振实、刮平;
6、将烘干的泡塑气化模具放于底砂上,按工艺要求分成填砂,自动振实一定时间后刮平箱口;
7、用塑料薄膜覆盖砂箱口,放上浇口杯,接负压系统。紧实后进行钢液浇铸,泡塑气化模具消失,金属液取代其位置;
8、铸件冷凝后释放真空并翻箱,取出铸件,进行下一个循环。


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