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第一章 消失模简介 1.2消失模铸造适用性与经济性
发布时间：
2022-03-08 10:30
来源：
1.2.1消失模铸造适用性
消失模铸造与V法、石蜡精铸和砂型铸造工艺的对比如图1-2所示。
（a） 消失模铸造工艺流程
（b） “V”铸造工艺流程
（c） 石蜡精铸工艺流程
（d）砂型铸造工艺流程
图l-2 消失模铸造与其他几种铸造方法的对比
消失模铸造的最大特点，是采用聚苯乙烯(EPs)或共聚物(stMMA)泡沫塑料为材料，经过预发、成型，组合成模样单元，将其埋人干砂中，经振动紧实，在负压作用下浇注金属液，高温金属液使模样气化，通过涂料层和干砂排出，金属液被置换，凝固后变成铸件。从图1—2可以看出，与其他几种铸造工艺相比，消失模铸造工艺过程有以下优点：
①模样材料为EPS或stMMA；
②没有下芯工序，省去了制作芯盒、造芯、烤芯等工作；
③造型工段不用拔模、修型、合箱等繁杂的工作；
④生产的铸件无飞边毛刺，清理量大大减少；
⑤工艺灵活，可实现一箱多铸、镶铸等。
正是以上几点使其在制模材料、造型工时、清理工时消耗上消失模铸造占有很大优势。
(1)对铸件材料的适用性一般来说凡可以铸造的合金都可以用消失模铸造，适应性超过砂型铸造。普通砂型不能浇注钛合金，但消失模采用Si(：砂后可以浇注钛合金，目前用消失模铸造生产，材质有普通铸钢、耐热合金钢、不锈钢、镍铁合金、普通灰铸铁、抗磨铸铁、白口铁、耐热耐蚀铸铁、球墨铸铁、铝合金、铜合金等，对于高熔点铸件合金材质，表面较少粘砂，无飞边毛刺，容易清理，铸造基体组织均匀。
(2)对铸件大小的适用性,振实台工作面尺寸、砂箱大小(长×宽×高)直接决定消失模铸造的铸件大小、数量，因此对铸件的适用性要比砂型铸造广泛得多，它可以在振实台工作面上放置不同尺寸的砂箱，从而十分方便地在砂箱内布置各种铸件(包括组串的小件、串组的布置)，可以浇注几公斤(以下组串)铸件，也可以浇注lt(以上)铸件(中频炉容量而定)，如支座(zG 35)小锤头、炉条和lt多重HT250台面等、油缸基座等。总之，大件以熔炼中频炉容量而定，小件由砂箱尺寸大小对铸件进行组串和串组的布置灵活机动多变。
(3)对铸件各种结构的适用性 消失模铸造其工艺特点尤其适合于具有复杂结构(复杂内腔夹层、盲孔、弯曲转折空腔等)，对于模样分型困难，造型困难，避免大平面朝上的困难，普通砂型铸造比较困难的型芯较多，分型面复杂的铸件，较多的如长套筒类、缸体、螺旋桨、水泵叶轮、壳体和结构更复杂型芯更多的铸件，如汽车发动机缸体、缸盖、进气歧管等。
(4)适用于铸件的单个和大批量生产 消失模铸造每浇注一个铸件就要消耗一个泡沫塑料模样(EPS、EPMMA或stMMA)，对于批量生产必须考虑生产塑料白模所花费的模具成本，比如生产高速公路护栏支架(zG35)需要量大，几十吨，几百吨而且不断地需要，所以以EPS粒子发泡模具成模样最佳，抗磨件高铬铸铁锤头也一样；而对于单件或2件，3件或多个但量不大的铸件，则用EPS坯材切割加工粘接成的白模为宜。由于模样(白模)制作可-用手工或粒子发泡模具成型大批量制出白模，其适用性应变灵活。
(5)消失模铸件的质量优势 从生产工艺流程可看出，消失模铸造其制模过程类同于失蜡精密铸造，浇注类同于V法铸造，造型类同于实型铸造。所以现代消失模铸造技术结合了实型、V法、精铸三者的优点。
由于消失模铸造的独特特点，所以减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差，铸件尺寸精度和表面粗糙度可达CT5～CT7、Ra6．3～12．5μm，介于砂型铸造和失蜡熔模铸造之间。由于充填砂采用干砂，根除了由水分、黏结剂和附加物质带来的缺陷，铸件废品率下降，铸件质量明显提高。表1—2为消失模铸件与其他几种铸造工艺方法生产的铸件表面粗糙度的比较。
表1-2 几种铸造铸件表面粗糙度对比
| 类别 | 普通砂型铸造 | 树脂砂铸造 | 消失模铸造 | 精密铸造 |
| Ra/μm | 约50 | 12.5-25 | 6.3-12.5 | 3.2-6.3 |
(6)消失模铸造容易实现清洁生产 在低温下聚苯乙烯(EPS)有机物排放量仅占浇注铁液质量的0.3%，自硬砂为5%。同时产生有机排放物的时间短，地点集中，易于收集，可以采用负压抽吸式燃烧净化处理，燃烧产物净化后对环境无公害，旧砂回用率在95%以上。与传统铸造方法相比，EPS铸造方法的噪声、粉尘危害明显减少，工人劳动强度大大降低，劳动环境明显改善，容易实现机械化、自动化和清洁生产。
1.2.2消失模铸造经济性
铸件吨位消耗EPS成本比较经济。据有关厂家统计，平均每吨铸件耗费EPS模样加工成本费100～150元，包括EPS板坯料(或少量StMMA、EPMMA板料和EPS，或EPMMA、stMMA))粒子发泡模具成模样，涂料根据合金材料，每件大小、结构自行配制使用，每吨铸件平均耗费50～100元成本。表1-3列出了消失模铸造工艺与砂型铸造工艺生产铸件相比的经济性。
| 工艺过程 |
优点 |
缺点 |
| 制型 |
简化工厂工程设计 没有砂型黏结剂 不用砂芯 模具可重复造砂型 |
增加模样浇注系统胶粘 模样仅能一次性使用 |
| 浇注 |
节约了金属、合金浇注系统用量 球铁可无冒口均衡化凝固 |
增设了型砂铸件冷却输送设备 |
| 清理 |
减少铸件表面清理工作量 无铸造毛刺飞边 对于球铁件无需切除冒口工序 |
增设专用工具进行模样 组串去除内浇口 |
| 机加工 |
减少了铸件机加工余量 铸件划一便于自动化 |
|
| 环境保护 |
降低了环境污染 简化了环保设施 |
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| 模具工装 |
减少了模具传统制作 模具简单专一便于维修 模具使用寿命长 |
设计复杂和周期长而引起初始模具成本高 |
| 投资 |
工厂设计水平高度灵活 总体具有经济规模 便于旧车间改造成为消失模铸造工艺 |
制模自动化程度低 |
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