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分析消失模铸造与砂型铸造的工艺研究及成效对比
作者：车建明
来源：《山东工业技术》2017年第09期
摘 要：随着我国制造业的蓬勃发展，制造业的技术也在不断的提升，制造行业是“工业之母”。铸造器具关乎产品的性能、质量、稳定性、耐用性。所以说铸造发挥着至关重要的作用。本文详尽阐述了消失铸造、砂型铸造的工艺特点及成效对比。 关键词：消失模铸造；砂型铸造；工艺研究；成效 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.019 0 引言
消失模铸造与砂型型铸造工艺是当今铸造业的两大工艺其有缺点也有优点，在当今制造技术迅猛发展下，我们需要对这两大工艺加以改良、改进、扬长避短，为铸造业发挥出各自的贡献。
1 消失模铸造工艺、成效及远景
（1）什么叫消失模铸造工艺：消失模铸造工艺被称之为实型铸造、汽化模制造，由美国史洛尔发明并于1958年取得专利，期初该工艺用于工艺美术铸件的生产，50年代末西德最先将消失模铸造工艺用于工业铸件的生产。从此以后，世界各国铸造行业都竞相研究，研发出了无粘结剂的干砂法，使该工艺进入了以物理造型为特征的新实型铸造时期。其特点是采用无粘结剂的干砂造型，高频低幅振动紧实，成型后无需取出模样。浇注时泡沫塑料在金属的作用下气化分解。泡沫塑料分解后的空间位置被金属液体所取代，金属凝固后就是所要的铸件。 （2）消失模铸造工艺成效特点：首先泡沫塑料在制作的过程中无需整体完成，可分块制作再粘接成所需的的形状，造型时不需起模，能生产出传统鋳造法无法生产的复杂铸件，当然铸件尺寸精度和表面光洁度与泡沫塑料件的制造精度是成正比的，已经达到了趋于稳定的熔模铸造的铸件，大量减少了毛坯的机械加工量。其次是优化简化了工艺，造型时已不用砂芯不用分型，不需起模与合箱，砂处理不需混砂，落砂简单方便，还可以有效消除水、粘结物和附加物所造成的铸造缺陷。再次就是易于实现自动化、机械化生产。且旧砂的回收率可达到90%以上，能耗成本节约率在15%左右，铸件成本降低30%左右。得利于生产工序的大规模的简化，设备的简化，人工物料成本的降低，可以有效的为企业节省大笔资金。
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（3）消失模铸造工艺的研究方向：首先是消失模模型材料及制模技术的研究，消失模铸造是使熔化的液态金属取代塑料模型而实现铸件的生产工艺，因此，模样材料及成型质量直接影响铸件产品的质量。所以铸造用模型的材质要求是发气量要少，密度小，其强度能得以抵抗型砂压力还有外力引起的变形。目前消失模铸造所采用的的EPS材料其缺点是用于铸钢、铸铁类铸件生产就容易出现表面皱皮，表面增碳等缺陷，且EPS模由于密度低在生产过程中容易造成损坏。国外的EPMMA可以有效解决铸钢件的增碳，但价格昂贵。我国这方面研究欠缺，都是从国外进口EPS粒子，国内没有生产EPS的厂家。这就需要我国相关领域的工作者及相关行业的研究机构研发出高质量的模样材料，以便于更好的提高模样的制作质量。 其次是要研究新型的的铸造用材料：因与传统工艺不同，消失模铸造是将涂料涂于模样待其干燥好方可埋入砂中进行浇注，所以说对涂料的要求是保证较高的强度和良好的透气性，以便使气体快速的溢出，此外涂料还起到控制金属液的流动速度，保持了金属液与汽化膜之间合适的压力，因此对涂料的要求超过传统的空腔铸造所需涂料，要研制高品质的涂料，还有很多工作要做，再次就是消失模在干砂研究：消失模铸造工艺给造型工艺带来了一场彻底的变革。加大了其应用范围，并为自动化、机械化大量生产带来了便利，在干砂震动方面，日本和美国走在了世界的前列。我国在这方面还有所欠缺，还需要加大研究力度。 2 砂型铸造工艺及成效
（1）砂型铸造工艺：是有造型、造芯、烘干、合型、浇注、落砂、清理等工序组成的铸造体系。砂型铸造工艺所铸造产品的区别是砂型铸造是名副其实，用这些产品模型和其它工艺装备制成“砂型”再将熔化的液态金属充填到砂型中，待其冷却就得到所需的铸件；砂型铸造不受数量多少的限制，适用于各种不同铸件的铸造，工序较多，因此砂型铸造更为复杂。 （2）砂型铸造工艺成效特点：其优点是砂型铸造工艺所造出的砂型模具与其它模具比工作温度不超过300℃，工作压力不超过1.5Mpa，其模具材料选用范围广，使用寿命长，模具使用费用成本低。其缺点有三方面；首先是尺寸精度不稳定的问题，因为铸件是依模而作。模的尺寸无一例外会受铸件影响。特别是一些复杂铸件，由于采用多个模具制造，其累计的误差已严重影响铸件尺寸，由此可见砂型铸造，要想追求零误差，那是不现实。
其次铸件表面粗糙，砂型模具无可避免的有一些粗糙的地方，所以想得到外表光亮洁净的铸件很难。再次就是铸件有缺陷，大部分的铸件缺陷来自于铸模质量不佳所造成的，如铸模表面弯曲不平或倾斜。会导致模型不好，破损的模型表面会造成产品有缺陷；在安装的过程中安装偏差会导致挤箱、砂眼；浇注系统不规范或随意安装导致金属液流动偏离工艺要求，进而造成缩陷、产生气孔。这些因素导致了砂型铸造工艺产品的所铸造的产品不稳定。
（3）砂型铸造工艺的前景：随着社会经济的发展，铸造行业不断的进步，砂型铸造工艺的高紧实造型法（包括高压造型、射压造型、气冲造型）会得以广泛应用。其特点是在运箱、合箱、浇注的过程中，损坏少，变形少，其生产出的铸件尺寸精度高，表面质量大幅提高，且废品少。在高压造型法问世以来砂型的大幅回弹引起了一些学者和铸造科研人员的关注，一些
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铸造工作者对此指出：回弹会随着压实比压增加而增大，大的回弹会引起铸型型腔的变化，影响铸件尺寸精度。但是国内外对砂型的回弹问题都处于静态测量，缺乏有力的依据我们还需对其不断的加深探讨，现今高紧实度砂型好，但是高紧实砂型又制约工艺铸件提高的更上一层楼。与国外相比我国的铸造业水平还有很大差距，很多不足。这需要我们转换思维、转换机制，不断摸索，不断学习来壮大祖国的铸造行业。 参考文献：
[1]先克，元芳蓉.大型铸锻件[J].消失模铸造与砂型铸造的工艺研究及成效对比，2003（03）：23-25.
[2]郭跃广，郑华昌，刘波，刘秋荣，陈培溪，刘洪美.消失模铸造工艺技术研究及应用[J].铸造技术，2015（07）：45-48.
分析消失模铸造与砂型铸造的工艺研究及成效对比
