消失模鑄造技術(shù)是一門(mén)集塑料、化工、機(jī)械、鑄造為一體的綜合性多學(xué)科的先進(jìn)的鑄件成型方法。由于采用消失模鑄造技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的鑄造質(zhì)量好、成本低、尺寸精度高，近年來(lái)我國(guó)在消失模鑄造技術(shù)方面得到了迅速發(fā)展。目前我們?cè)诙喾N單件機(jī)床床身等鑄件上應(yīng)用消失模鑄造生產(chǎn)了1000多噸鑄件，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證效果很好。
1材料的選擇
1.1模樣材料的選擇模樣材料選擇聚苯乙烯泡沫塑料厚板。聚苯乙烯泡沫塑料的物理性質(zhì)十分重要，密度大、強(qiáng)度高，制作模樣的剛度好，但氣化時(shí)產(chǎn)生的煙火大，當(dāng)泡沫不能充分燃燒氣化時(shí)，易產(chǎn)生鑄件夾渣。密度低，板材強(qiáng)度不夠，鑄件模樣在運(yùn)輸、造型時(shí)易損壞。綜合考慮，我們選密度為22kg/m3的聚苯乙烯泡沫塑料。
1.2造型材料采用樹(shù)脂砂造型，粒度為40~70目，樹(shù)脂加入量為砂重量的1.2%，固化劑選用二甲 苯磺酸溶液，加入量為樹(shù)脂的60%，樹(shù)脂砂型強(qiáng)度＞1MPa。
1.3涂料由于
床身鑄件的模樣尺寸大，模樣在刷涂涂料后靠自然干燥，因此選用的是醇基涂料。經(jīng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)涂料的涂掛層厚以1.5~2.5mm為宜。
2鑄造工藝設(shè)計(jì)
床身模樣用聚苯乙烯泡沫板分塊成型后粘結(jié)而成。如HT250臥式機(jī)床床身鑄件幾何尺寸為8100mmx2100mmx900mm，毛重27.lt。為防止在造型時(shí)模樣變形，在床身8100mm長(zhǎng)度上放有40個(gè)支撐架。同時(shí)在床身刀架把合面做一輔助胎模，增加一個(gè)分箱面。在造下箱時(shí)先造一個(gè)輔助胎模，等取出后，再放鑄件模樣，這樣既可減少空腔內(nèi)支撐的麻煩，又可防止鑄件變形。
2.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)尺寸設(shè)計(jì)的正確與否，是能否獲得合格鑄件的首要問(wèn)題。在消失模鑄造的澆注過(guò)程中，鐵液在型腔內(nèi)受模樣分 解產(chǎn)物的阻力及泡沫模樣氣化過(guò)程中鐵液的熱量損失影響其流動(dòng)性，一般很難做出精確計(jì)算。為生產(chǎn)方便將單個(gè)內(nèi)澆道截面積定為201mmx20mm。為防止粘砂，一般采取加厚涂料層的方法，加上砂型對(duì)分 解氣體逸出的阻力，因此在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡可能地增大壓力頭和鐵液與模樣的接觸面積，以增大氣體逸出面積。因此澆注系統(tǒng)采用雨淋式和分層式澆口形式，有利于金屬液在接觸泡沫塑料模樣后能均勻燃燒，快速氣化。分層式澆注，即在床身導(dǎo)軌的兩側(cè)引入鐵液，或能沖刷走導(dǎo)軌部位高溫作用下泡沫塑料氣化后形成的碳化物，保證導(dǎo)軌部位鐵液過(guò)熱，便于鐵液中氣體的排出，從而避免床身導(dǎo)軌出現(xiàn)渣孔和氣孔，確保床身導(dǎo)軌質(zhì)量。
2.2補(bǔ)縮冒口的選擇
該件澆注位置的高度較小，上表面較大，厚大部分(導(dǎo)軌處)在下端，因此冒口應(yīng)選擇小而多、均散冒口，有利于排氣和液態(tài)補(bǔ)縮，也避免了大面積夾渣。為保證澆注平穩(wěn)，冒口的形式都采用暗冒口，各冒口之間用橫澆道相連，以冒口代替雨淋水口，提高冒口的補(bǔ)縮能力。冒口直徑選擇φ100mm，高度選擇150mm，冒口脖處直徑為φ50mm。
2.3澆注溫度的確定
泡沫模樣依靠高溫鐵液燃燒氣化掉，因而對(duì)鐵液溫度要求嚴(yán)格，一般情況澆注溫度為1380~1420℃，較低溫度不能小于1360℃。溫度低易產(chǎn)生夾渣缺陷；但鐵液溫度也不能過(guò)高，過(guò)高會(huì)產(chǎn)生粘砂。床身澆注溫度確定在1370°~1400℃。
3模樣的制作與造型方法
3.1模樣的制作
采用聚苯乙烯泡沫塑料材料，根據(jù)生產(chǎn)要求外購(gòu)各種規(guī)格板料，并用帶鋸、平刨、銑床、電阻絲切割機(jī)等設(shè)備將泡沫塑料板加工成所要求的板塊，再用膠粘結(jié)組合成設(shè)計(jì)零件圖紙要求的床身幾何形狀的模樣。檢查合格后，用膠帶紙粘貼覆蓋有缺陷的部位，完成鑄件模樣的制作。
3.2造型方法
將制作好的模樣在需要設(shè)置支撐芯頂?shù)牡胤椒藕庙斪樱藓煤笏纱我陨洗蓟苛?，涂層厚?.5~2.5mm，自然干燥。床身工藝采用輔助胎型，造型時(shí)先將輔助胎型放在造型平臺(tái)上放好砂箱。待砂型椿實(shí)后，將模樣放在輔助胎型上。在砂箱的通氣孔中安插φ12mm鐵棒制作通氣道，數(shù)量適當(dāng)，間距可控制在200mmx200mm。放置好分型澆道、內(nèi)澆道，擺放好雨淋內(nèi)澆道、分直澆道、直澆道和補(bǔ)縮冒口。緊固上中下箱，做好澆口杯，完成造型工作。
結(jié)語(yǔ)
1)采用聚苯乙烯板制作消失模模樣要比傳統(tǒng)鑄造工藝制造木質(zhì)模樣成本低很多，同時(shí)制作周期短。
2)簡(jiǎn)化了造型過(guò)程中的制芯、合箱過(guò)程，縮短了造型時(shí)間，同時(shí)也避免了組芯過(guò)程中的尺寸偏差。
3)消失模鑄造不存在與分型和起模有關(guān)的鑄件結(jié)構(gòu)工藝性的問(wèn)題，從而減少了在設(shè)計(jì)時(shí)所受到的限制。消失模鑄造對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性非常強(qiáng)。
4)采用消失模鑄造技術(shù)生產(chǎn)機(jī)床中大型鑄件可行，尤其是對(duì)于單件或小批量機(jī)床床身鑄件采用此方法生產(chǎn)會(huì)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
