消失模铸造基本工艺解析

　　1、泡沫选择和模样制作

　　采用手工切割泡沫板材、粘接组模的方法制作细长的槽体模样。先按照铸件的截面形状、尺寸，用白铁皮或三合板制作泡沫下料样板（加放收缩率）。样板固定在泡沫上作为下料依据，采用电热丝沿样板作导向切割泡沫下料。在垂直切割下料台上，切割泡沫的高一般不过600mm，以避免电热丝受力后不垂直影响模样尺寸，下料后的模块经过表面打磨、修整，就可以进行粘接组模，为了保细长槽体铸件模样的平直，需要在平底板上组队粘接，控制模样两维方向的平直度。

　　选择EPS板材密度是制作负压槽体模样的关键，低密模样发气量小，对浇注成型有利，但低密模样易变形，同时低密泡沫珠粒粗大，不易有光结的模样表面，影响铸件外观质量。用手工组模方法制作模样，我们选择泡沫板材密度：18～21g/L，珠粒粒径：3～4mm。使用热熔胶粘接具有优点，但要注意各种粘接剂发气量远大于泡沫模样，粘接质量前提下做到尽可能少用胶。

　　2、涂料烘干和模样定型

　　泡沫模样上涂料并烘干是避免铸件粘砂、增加模型强度避免变形的主要措施。泡沫模样在上涂料后湿态重量成倍长，此时涂料不增加模型强度，并很容易造成变形，模样在搬运、烘干过程应加强定型支撑。对于大型负压槽体模样要提前制作用的定型支架，采用流涂和刷涂相结合的方法上涂料，待一遍涂料烘干后，模样在定型支架上整体翻转，进行二遍涂刷，可避免变形。涂层干燥后平均厚度控制在2.5～3.5mm。

　　涂料是消失模铸造关键技术之一，浇注时它处在高温金属液与泡沫模样置换的前沿，起到支撑型腔、排出气体、避免粘砂等多重作用。好的涂料应具备良好的透气性、合适的强度和稳定的扛粘砂性。要求涂料使用时悬浮持久、与模样附着力强、流平性好，干燥后不开裂、不吸湿。我们选用120～250目的石英粉作耐火骨料，大型负压槽体扛粘砂的要求，分散的耐火料粒度能够增加涂层的透气性，对铸件质量有利。选择复合粘结剂，使涂层具有良好的综合强度，以减小变形、避免塌箱。

　　3、造型和通用砂箱

　　确定浇注位置，是制定消失模造型工艺的一步。浇注位置是铁水充型时铸件在砂箱中所处的位置，消失模铸造浇注位置同泡沫模样填砂埋模的造型位置是一致的。确定浇注位置的原则是，力争让模样在箱底投影面积越小越好，即尽可能避免大面水平放置，以减少铁水流动前沿的气隙跨距，这样有利于铁水平稳充型和热解产物的顺利排出，可避免铸型溃散塌箱。在方便金属液充型、有利于铸件补缩的前提下，选择浇注位置还要有利于干砂填充模型。大型复杂铸件在不能保各部位能顺利填砂时，选择浇注位置要方便主要部位的填砂，对于局部不便填砂的地方，采取人工辅助紧实、预填自硬砂等措施，以避免产生积瘤、涨箱等缺陷。

　　对于细长的负压槽体铸件，确定长度方向水平放置开口缝隙向上作为浇注位置，才能方便造型。按照此方案制作了通用砂箱，尺寸为：长7.5m×宽1m×高1.4m，目的是要适合槽体规格品种。尺寸小的可实现2件/箱，或用隔板隔开砂箱以节省型砂。刚度是制作砂箱的关键，选用10mm钢板焊制砂箱，箱底和四周均采用槽钢加gu，箱体四周开有多处放砂门和抽气管，箱壁设置振动电机支座。此通用砂箱放在减震支架上不挪动位置，造型加砂、抽真空浇注、放砂落件均在此完成。

　　泡沫模样在上涂料、烘干、搬运、造型填砂等过程都容易造成变形，然后反映到铸件上。为避免变形应加强消失模工艺的全过程控制。泡沫塑料模样自身强度低是引起变形的根本原因，虽然模样在涂层干燥后强度有明显增加，但由于负压槽体体轮廓尺寸大ji易弯曲变形，应将造型填砂过程视为泡沫模样避免变形、纠正变形的过程。除在上述过程谨慎操作、避免变形外，在砂箱内部设置用工装，利用工装刮制随形砂床，避免大件变形的主要措施。模样入箱后要与预制砂床吻合良好，对于不能贴紧的部位，用重物压紧使之与底砂吻合，填砂后去除重物。对于宽度方向的变形，可采用树脂砂芯向外撑，或用圆钢制作卡具向内拉等方法进行纠正。采用布袋软管加砂时，要注意模样两侧填砂量的均衡一致，每填200mm厚的砂层，需扒平砂面后进行振实。振实前后用直杆或拉线的方式对模样的平直度测量并调整。每次振实时间不过1min，掌握勤振短振的原则，力争增加型砂振实效果。

　　开口尺寸小、内腔大是负压槽体的结构特征，造型时要关注内腔型砂的排气和固定。起初，浇注槽体铸件产生塌箱，主要是忽视内腔干砂的排气和固定。设置辅助抽气管平衡内外真空度，目的要起到砂芯芯骨的作用。选择粒度集中的20～40目圆颗粒的宝珠砂，具有较高的透气性和良好的填充性，能够大型铸铁件的造型要求。消失模铸造采用干砂整体埋模的造型过程，大大简化了传统铸造操作工序，缩短了生产工期，是消失模铸造具有诸多好的根本原因。

　　4、浇注和真空系统

　　消失模铸造浇注大型铸件时，控制砂箱内部真空度重要。加强箱口覆盖和抽气管路检查、清理，稳定真空度不要出现大的波动，要真空系统单位时间的抽气量接近浇注过程的发气量，生产中要注意掌握浇注速度与负压系统相匹配。铸件浇注位置、浇口引入方式、铁水温度、泡沫密度等都对铸件充型过程造成较大影响，片面追求高初始真空度，容易使铁水充型紊乱并增加从直浇口的吸气量，反而对成型不利。使用大排量真空泵，增加稳压罐容积，有利于稳定负压避免铸型溃散。

　　根据负压槽体铸件长度尺寸大，而宽度和高尺寸小的特点，我们采用了多点引入、顶注式浇注系统。多点同时浇注能够解决大型铸件铁水充型困难，避免出现浇不足、冷隔缺陷。对于4m以下的铸件，设置两处浇注系统，4m以上铸件设置3～4处浇注系统。多点浇注受行车数量限制时，可提前制作分铁槽置于砂箱上来实现。用耐火泥条将大容积浇口杯与泡沫直浇道封闭，浇注过程中浇杯内存有铁水可避免吸气，对于砂箱内负压较好。浇注温度控制在1 360～1 410℃，初始真空度控制在0.05～0.07MPa，稳定控制真空降≤十五，浇注时间≤60s。铸件浇注效果要求，铸件成型合格率与起初的六十增加到九十八。