當(dāng)代工業(yè)中常用特種消失模鑄造技術(shù)

消失模鑄造技術(shù)(EPC或LFC)是用泡沫塑料制作成與零件結(jié)構(gòu)和尺寸   一樣的實(shí)型模具，經(jīng)浸涂耐火粘結(jié)涂料，烘干后進(jìn)行干砂造型，振動(dòng)緊實(shí)，然后澆入金屬液使模樣受熱氣化消失，而得到與模樣形狀一致的金屬零件的鑄造方法。消失模鑄造是一種近無(wú)余量、   成形的新技術(shù)，它不需要合箱取模，使用無(wú)粘結(jié)劑的干砂造型，減少了污染，被認(rèn)為是21世紀(jì)   可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的工藝技術(shù)。但消失模鑄造中由于泡沫模樣的存在，澆注溫度通常較高，容易產(chǎn)生粘砂、增碳、冷隔、氣孔和夾渣等鑄造缺陷，消失模鑄件的組織晶粒相對(duì)粗大，組織致密度不夠好，鋁鎂等有色消失模鑄件中縮孔、縮松缺陷較多，從而導(dǎo)致鑄件性能下降。如何提高消失模鑄造的充型能力、減少縮孔縮松缺陷、提高 大型鑄件的組織致密度和力學(xué)性能、細(xì)化組織晶粒、消除各種消失模鑄造缺陷等，已是消失模鑄造技術(shù)研究發(fā)展的方向。
1、壓力消失模鑄造技術(shù)
壓力消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與壓力凝固結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合的鑄造新技術(shù)，它是在帶砂箱的壓力灌中，澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后，迅速密封壓力灌，并通入   壓力的氣體，使金屬液在壓力下凝固結(jié)晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷，提高鑄件致密度，改善鑄件力學(xué)性能。這是因?yàn)樵诩訅耗虝r(shí)，外力對(duì)枝晶間液相金屬的擠濾作用和使初凝枝晶發(fā)生顯微變形，并且大幅提高了冒口的補(bǔ)縮能力，使鑄件內(nèi)部縮松得到改善。另外，加壓凝固使析出氫需   高的內(nèi)壓力才能形核形成氣泡，從而抑制氣孔的形成，同時(shí)壓力增加了氣體在固相合金中的溶解度，使可能析出的氣泡減少。
2、真空低壓消失模鑄造技術(shù)
真空低壓消失模鑄造技術(shù)是將負(fù)壓消失模鑄造方法和低壓反重力澆注方法復(fù)合而發(fā)展的一種新鑄造技術(shù)。該方法是將上涂料的泡沫塑料模樣埋入干砂，振動(dòng)緊實(shí)造型，然后將砂箱迅速和帶升液管的低壓澆注系統(tǒng)連接密封，并向增鍋爐中通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，進(jìn)入砂箱底部澆道，此時(shí)打開(kāi)消失模砂箱上的真空裝置，金屬液在低壓作用下上升使泡沫模樣氣化而填充模腔，模樣分解氣體被真空負(fù)壓抽走，澆注完成后保持壓力   時(shí)間至鑄件   凝固，解除金屬液面上的氣體壓力，使升液管中的未凝固金屬液流回增鍋中，推出砂箱，關(guān)閉真空，取出鑄件。
真空低壓消失模鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是：綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術(shù)優(yōu)越性，在可控的氣壓下完成充型過(guò)程，大大提高了合金的鑄造充型能力；與壓鑄相比，設(shè)備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理強(qiáng)化；而與砂型鑄造相比，鑄件的精度高、表面粗糙度小、生產(chǎn)率高、性能好；反重力作用下，直澆口成為補(bǔ)縮短通道，澆注溫度的損失小，液態(tài)合金在可控的壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮凝固， 合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效、成品率高、組織致密；真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低，適合于多種有色合金。
3、振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)
振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)是在消失模鑄造過(guò)程中施加   頻率和振幅的振動(dòng)，使鑄件在振動(dòng)場(chǎng)的作用下凝固，由于消失模鑄造凝固過(guò)程中對(duì)金屬溶液施加了   時(shí)間振動(dòng)，振動(dòng)力使液相與固相間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而使枝晶破碎，增加液相內(nèi)結(jié)晶核心，使鑄件   終凝固組織細(xì)化、補(bǔ)縮提高，力學(xué)性能改善。
該技術(shù)利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實(shí)振動(dòng)臺(tái)，通過(guò)振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，使金屬液在動(dòng)力激勵(lì)下生核，達(dá)到細(xì)化組織的目的，是一種操作簡(jiǎn)便、成本低廉、無(wú)環(huán)境污染的方法。相比之下，砂型鑄造過(guò)程中，如對(duì)鑄型施以機(jī)械振動(dòng)，很容易把鑄型振垮；而在金屬型鑄造過(guò)程中，由于其冷速過(guò)快，振動(dòng)對(duì)結(jié)晶的影響作用基本不大。
研究表明不論機(jī)械振動(dòng)、電磁振動(dòng)，還是聲波和超聲波振動(dòng)，對(duì)金屬都有顯著的細(xì)化作用，振動(dòng)   大的作用是抑制柱狀晶和枝晶生長(zhǎng)，形成小的等軸晶，因此，能顯著的提高鑄件的密度和機(jī)械性能。影響振動(dòng)細(xì)化效果的因素有振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度、振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)位置、振動(dòng)時(shí)刻和時(shí)間、振動(dòng)方式等。
4、半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)
半固態(tài)消失模鑄造技術(shù)是消失模鑄造技術(shù)與半固態(tài)技術(shù)相結(jié)合的新鑄造技術(shù)，由于該工藝的特點(diǎn)在于控制液固相的相對(duì)比例，也稱轉(zhuǎn)變控制半固態(tài)成形。由于鑄鐵的凝固溫度大約為1150℃、熔煉溫度為1500℃、一般砂型鑄造澆注溫度為1400℃~1450℃，如果采用半固態(tài)消失模鑄造方法，可以將鑄鐵的澆注溫度設(shè)在1250℃僅僅高于結(jié)晶溫度100℃)左右進(jìn)行消失模鑄造澆注，從而   控制液相收縮、相變收縮、石墨化膨脹、凝固變形和氣體夾雜等。
5、消失模殼型鑄造技術(shù)
消失模殼型鑄造技術(shù)是熔模鑄造技術(shù)與消失模鑄造結(jié)合起來(lái)的新型鑄造方法。該方法是將用發(fā)泡模具制作的與零件形狀一樣的泡沫塑料模樣表面涂上數(shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的泡沫塑料模樣燃燒氣化消失而制成型殼，經(jīng)過(guò)焙燒，然后進(jìn)行澆注，而獲得較高尺寸精度鑄件的一種新型精密鑄造方法。它具有消失模鑄造中的模樣尺寸大、精密度高的特點(diǎn)，又有熔模精密鑄造中結(jié)殼精度、強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。與普通熔模鑄造相比，其特點(diǎn)是泡沫塑料模料成本低廉，模樣粘接組合方便，氣化消失容易，克服了熔模鑄造模料容易軟化而引起的熔模變形的問(wèn)題，可以生產(chǎn)較大尺寸的各種合金復(fù)雜鑄件。
6、消失模懸浮鑄造技術(shù)
消失模懸浮鑄造技術(shù)是消失模鑄造工藝與懸浮鑄造結(jié)合起來(lái)的一種新型實(shí)用鑄造技術(shù)。該技術(shù)工藝過(guò)程是金屬液澆入鑄型后，泡沫塑料模樣氣化，夾雜在冒口模型的懸浮劑或?qū)腋┓胖迷谀幽程囟ㄎ恢茫驅(qū)腋┡cEPS一起制成泡沫模樣)與金屬液發(fā)生物化反應(yīng)從而提高鑄件整體或部分)組織性能。該方法發(fā)明于前蘇聯(lián)，發(fā)展和成熟于   和日本。