消失模铸造实验报告

实验15消失模铸造实验15消失模铸造一、实验目的1.了解消失模铸造造型设备。2.熟悉消失模铸造工艺设备。3.比较消失模铸造工艺与粘土砂湿型砂造型铸造工艺的异同点。二、实验原理消失模铸造又称“实型铸造“、”气化模铸造“。这种铸造方法的实质是采用泡沫聚苯乙烯塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在液态金属的热作用下，泡沫塑料模经气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件。消失模铸造与普通铸造的根本差异在于没有型腔和分型面。失模模样的制造方法可分为模具发泡成型和机械加工粘结两种。在消失模模样的制造过程中，可发性聚苯乙烯珠粒的制取、预发泡、熟化、成型是关键步骤。对于大量的成批生产用的形状复杂、铸件尺寸精度和表面粗早读要求较高的中、小型消失模模样，一般采用模具发泡成型方法。对于单件和小批生产用的大、中型消失模模样，采用机械加工粘结方法制造，即用机械加工将泡沫聚苯乙烯塑料板造成模样的各部分，然后再装配、胶合成气化模。三、实验步骤1.设计铸件形状，切削泡沫塑料板材并进行粘接成形。2.设计浇注系统。3.制作模样及浇注系统4.将模样和浇注系统一起粘接好、浸涂料，放入烘箱内烘干。5.将模样放入砂箱，填砂并震动紧实。6.在砂箱上面盖上泡沫塑料薄膜，放上浇口杯砂型。7.将砂箱从震实台上吊下放在地面上，然后接上抽真空管道。8.在浇注铁水前5min开始对砂箱抽真空，使真空度达到0.5bar；浇注结束后10min停止抽真空。9.浇注结束后保温30min，然后将铸件从砂箱内取出。四、实验结果本组的设计目标是一只左臂可以自由转动的“招财猫”，主要设计难点就是可转动胳膊的关节处。经过小组成员的积极思考，我们最终确定了一个可行的方案：在固定的大臂上粘接一根轴，然后在能转动的小臂上开个略大于轴径的孔，这样就可以将小臂套在大臂上，再通过往缝隙里刷涂料便可实现孔轴的分离，从而实现自由转动。此外，在实验老师的指导下，我们将它的主体内部掏空，从而减轻了铸件的重量。最终的铸件较好地实现了我们预期的目标，其小臂可以绕大臂顺畅地转动。但美中不足的是，由于时间有限，我们没能较好地打磨铸件表面，因而其表面比较粗糙，不够美观。本组设计的“招财猫”的模样如图1。图1.泡沫造型五、思考题1.消失模铸造工艺与粘土砂湿型铸造工艺有哪些不同？各有什么优缺点？答：消失模铸造是用泡沫塑料高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模具，经过浸涂耐火涂料（起强化、光洁、透气作用）并烘干后，埋在干石英砂中经三维振动造型，浇铸造型砂箱在负压状态下浇入熔化的金属液，使高分子材料模型受热气化抽出，进而被液体金属取代冷却凝固后形成的一次性成型铸造新工艺生产铸件的新型铸造方法；而粘土砂湿型铸造是砂型造好后，不烘干就进行浇注的铸型工艺。通常采用较粗砂粒（使有高的透气性），加入较多粘土和水分，有时还在型砂中加1～2％的木屑（提高抗夹砂结疤能力），其型腔表面必须涂敷涂料。消失模铸造有以下优点：（1）铸件质量好，成本低；（2）材质不限，大小皆宜；（3）精度高、表面光洁、减少清理、节省机加；（4）内部缺陷大大减少，铸件组织致密；（5）可实现大规模、大批量生产；（6）适用于相同铸件的大批量生产铸造；（7）适用于人工操作与自动化流水线生产运行控制；（8）生产线的生产状态符合环保技术参数指标要求；（9）可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗。粘土砂湿型铸造优点是：优点是成本低、生产率高，劳动条件得到改善，易于实现机械化自动化。缺点是：铸型水分多、强度低。易产生呛火、夹砂、气孔、冲砂、粘砂、涨箱等铸造缺陷。2.比较消失模铸件与粘土砂湿型铸件的表面质量？答：消失模铸造中使用干砂进行造型，干砂不加入水分、粘结剂和其他附加物，因此不容易因为夹杂物、气孔等而产生缺陷。干砂的流动性好，可填充到气化模周围的各个部分，无需舂实，提高了铸件的表面质量。因此，消失模铸件的表面质量较粘土湿型铸件更高。3.消失模铸造的涂料有哪些作用？答：消失模涂料的作用在于支撑和保护泡沫模型、防止液态金属渗入砂子和粘砂、吸收分解产物和让分解气体通过涂层、保持泡沫模型挥发后形成的型腔的完整、并保持液态金属热量不会很快散发。因此消失模涂料的使用可以降低铸件表面粗糙度，确保铸件精度，减少或防止铸件粘砂、砂眼、气孔、金属渗透、冷隔、浇不到、积碳等缺陷。所以消失模涂料应具有足够的耐火度、一定的机械强度、恰当的保温和导热性能、合适的透气性和吸收液体分解产物的能力、光滑的表面、足够的涂刷性能、不与泡沫模型发生化学反应等。