畢業(yè)設(shè)計(論文)-扁平內(nèi)孔的消失模鑄造工藝解決方案

扁平內(nèi)孔的消失模鑄造工藝解決方案摘要

消失模鑄造由于具有精確成型、近無余量的特點(diǎn)，符合鑄件輕量化、精確化的發(fā)展趨勢，且其具有材質(zhì)不限、成本低、質(zhì)量好、表面光潔、鑄件組織致密、可實現(xiàn)大規(guī)模大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，故得到了廣泛的應(yīng)用。然而由于生產(chǎn)界對其認(rèn)識還不夠深刻，管理還不到位，給新技術(shù)的應(yīng)用帶來了麻煩，有些鑄造缺陷層出不窮，防不勝防。對于一些含有扁平內(nèi)孔的鑄件，由于內(nèi)孔處于白模的內(nèi)表面，使得此處砂型的緊實性等往往不如白模的外表面砂子，最終成形鑄件的質(zhì)量不夠理想。本次研究的重點(diǎn)就在于采取措施使得消失模鑄件不僅外表面尺寸精度高，其內(nèi)孔尺寸精度同樣也要達(dá)到一定水平。首先，消失模鑄件的質(zhì)量和模具的表面處理有很大的關(guān)系。如，消失模表面涂料的選用合適與否與最終制成的成品件的質(zhì)量有重大的關(guān)系。其次，消失模鑄造砂型的選擇、砂子的緊實度和鑄件內(nèi)孔的砂處理等都與最終成品的質(zhì)量有很大的關(guān)系。關(guān)鍵詞：消失模扁平內(nèi)孔涂料AbstractBecauseLostFoamCasting（LFC）hasthecharacteristicsofprecisionforming,nearlynounwanted,conformstothedevelopmenttrendofthelightweight,accuratecasting,andithasunlimitedmaterial,lowcost,goodquality,smoothsurface,castingcharacteristicsofcompactstructure,canrealizelarge-scalemassproduction,soithasbeenwidelyused.However,duetotheunderstandingofmanufacturingindustryforitisnotenough,managementdoesnotreachthedesignatedposition,alsobroughttroubletotheapplicationofnewtechnologies,andsomecastingdefectsemergeinendlessly,small-scaleoperations.Forsomecastingcontainingplatinnerhole,becausetheinnerholeisintheinnersurfaceofdie，it'smakesheresuchassandcompactabilityoftennotbetterthantheoutsidesurfaceofthesand,eventuallyformingthequalityofthecastingisnotideal.Focusofthisstudyistotakemeasurestomakemoldcastingsurfacesizenotonlyhighprecision,whichholesizeaccuracyaswellastoachieveacertainlevel.Firstofall,thequalityofdiecastingandmouldsurfacetreatmenthasalottodo.,suchas,theselectionofmoldsurfacecoatingisproperandeventuallymadethequalityofthefinishedproductshaveasignificantrelationship.Secondly,thechoiceofthelostfoamcastingsandmold,thecompactnessofthesandandcastingsandofinnerholeprocessingandfinalqualityofthefinishedproducthasalottodo.Keywords：LFCTheflatinnerholesurfacecoating目錄摘要 1Abstract 2第一章緒論 51.1課題研究的來源及研究方向 51.1.1課題來源及意義 51.1.2本研究的主要方向 51.2消失模鑄造技術(shù)介紹 51.2.1消失模鑄造的內(nèi)容 51.2.2國外消失模鑄造的發(fā)展簡史 61.2.3消失模鑄造在中國的發(fā)展簡史 71.2.4消失模鑄造與傳統(tǒng)鑄造流程 71.2.5消失模鑄造的分類 81.2.6消失模鑄造的工藝特點(diǎn) 81.2.7消失模鑄造的主要優(yōu)點(diǎn) 91.2.8消失模鑄造需要的專用設(shè)備 101.2.9消失模鑄造生產(chǎn)線 10第二章消失模鑄造缺陷分………… 112.1金屬型鑄件常見的缺陷以及防止方法

112.2消失模鑄造缺陷及其解決方法 122.2.1消失模鑄造的在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題 122.2.2常見消失模鑄造缺陷及預(yù)防措施 132.2.3粘砂缺陷及其防止措施 14第三章影響消失模內(nèi)孔鑄造質(zhì)量的因素 173.1消失模鑄造表面質(zhì)量的影響因素 173.1.1金屬與鑄型間的潤濕性對鑄件表面質(zhì)量的影響 173.1.2型殼表面質(zhì)量對鑄件表面質(zhì)量的影響 183.1.3泡沫模表面質(zhì)量對鑄件表面質(zhì)量的影響…………183.2消失模鑄造內(nèi)孔的影響因素 203.2.1振動造型的影響 203.2.2消失模鑄造砂型的砂處理 203.2.3涂料性能對鑄件質(zhì)量的影響 213.2.4實習(xí)及總結(jié) 22第四章畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 18致謝 19參考文獻(xiàn) 20第一章緒論1.1課題研究的來源及研究方向1.1.1課題來源及意義消失模具有其他鑄造方法所不及的很多優(yōu)點(diǎn)。如鑄件尺寸形狀精確，重復(fù)性好，表面光潔度高，具有精密鑄造的特點(diǎn)，大大簡化了造型工藝，消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品；但同時它也有著并非完善的方面。由于一些比較復(fù)雜的內(nèi)孔位于鑄件內(nèi)部，形成如盲孔等，若不經(jīng)過更為嚴(yán)格的工藝流程，難以鑄造出尺寸精確的內(nèi)孔，使鑄件成品質(zhì)量降低。因此，克服消失模鑄造在這方面的缺陷，使其鑄造成品質(zhì)量進(jìn)一步提高，具有非常重要的意義。1.1.2本研究的主要方向本課題的主要任務(wù)就是根據(jù)消失模鑄造工藝的特點(diǎn)，探索消失模鑄造過程中復(fù)雜內(nèi)孔問題的解決方法。消失模鑄造極具特殊性，干砂造型無任何粘結(jié)劑，造型及澆鑄都無需取出模具，極大地改善了鑄件設(shè)計的自由度，提高了鑄件的表面光潔度及尺寸精度，從而有利于制造形狀復(fù)雜的鑄件。同時，在消失模鑄造過程中，由于一些比較復(fù)雜的內(nèi)孔位于白模內(nèi)部，若不經(jīng)過更為嚴(yán)格的工藝流程，難以鑄造出尺寸精確的內(nèi)孔，使鑄件成品質(zhì)量降低。因此本人在畢業(yè)設(shè)計階段主要開展了以下兩方面的工作。一是將探討不同涂料給消失模鑄造過程帶來的不同效果，根據(jù)創(chuàng)作的思路，我們選用不同的涂料分別做實驗，分析得出結(jié)果。二是在消失模鑄造過程中，對于復(fù)雜內(nèi)孔鑄件，沙子的緊實程度對最終鑄件內(nèi)孔形成質(zhì)量的影響。1.2消失模鑄造技術(shù)介紹1.2.1消失模鑄造的內(nèi)容消失模鑄造技術(shù)是將泡沫塑料高分子材料制作成與零件結(jié)構(gòu)和尺寸完全一樣的實型模具，經(jīng)浸涂耐火粘接涂料烘干后陸續(xù)埋入干砂造型，經(jīng)三維微振加負(fù)壓緊實，在沒有泥芯、活塊的情況下澆入熔化的金屬液，使泡沫塑料模受熱氣化進(jìn)而被金屬取代的一次性成型鑄造工藝。相較于傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)，消失模鑄造有著其自身無與倫比的優(yōu)勢，因此有著“鑄造工業(yè)的綠色革命”和“二十一世紀(jì)的鑄造技術(shù)”的稱號。1.2.2國外消失模鑄造的發(fā)展簡史首先進(jìn)行這方面實驗的是一個美國人在1956年開始的一項將聚苯乙烯泡沫塑料用于鑄造的試驗。后來此次實驗獲得成功,開始引起人們很大的興趣。它在1958年被以專利的形式公布于眾，這在當(dāng)被稱為“無型腔鑄造”。最開始，它只是用來制造金屬雕像等藝術(shù)品鑄件，后來經(jīng)過許多很多的實踐和探索，西德于1962年從美國引進(jìn)該項專利，消失模鑄造法這時才開始被開發(fā)，并在工業(yè)上得到了應(yīng)用。20世紀(jì)60年代，T.R.SMITH（美國）發(fā)表了用無粘結(jié)劑干砂造型生產(chǎn)消失模鑄件的專利。然而，整個六十年代到七十年代,消失模鑄造法僅局限于單件小批生產(chǎn),典型產(chǎn)品是在汽車模具、藝術(shù)品等方面。1980年以前，由于專利的制約，無粘結(jié)劑干砂消失模鑄造的使用受到限制；而且鑄造界與其他產(chǎn)業(yè)部門的協(xié)調(diào)不夠；因為工藝不當(dāng)、型砂和涂料不合適以及模型質(zhì)量不高所導(dǎo)致的實型鑄件外觀及內(nèi)在質(zhì)量不夠好等方面的原因，造成了一部分人等待、觀望甚至持懷疑的態(tài)度，從而使得消失模鑄造法發(fā)展緩慢。1981年后由于相應(yīng)專利技術(shù)的失效，再加上經(jīng)過幾年的努力，發(fā)泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大的進(jìn)步，模型組合粘結(jié)劑質(zhì)量有了改善，并且高質(zhì)量涂料的研制成功等工藝技術(shù)的進(jìn)步，使消失模鑄造法得到迅速的發(fā)展，并在生產(chǎn)上得到迅速的應(yīng)用。在1982年，美國首先公開了世界上的第一條生產(chǎn)復(fù)雜鋁鑄件的消失模鑄造生產(chǎn)線。至此，消失模鑄造作為一種全新鑄造工藝方法而被應(yīng)用于生產(chǎn)。1.2.3消失模鑄造在中國的發(fā)展簡史1979年，消失模鑄造由我國著名的消失模鑄造方面的專家、中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所的研究員黃述哲教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組，在中國最早開始了消失模鑄造的原理性試驗。此后，消失模鑄造有了更多的發(fā)展。1.2.4消失模鑄造與傳統(tǒng)鑄造流程下圖為粘土砂鑄造和大量生產(chǎn)的消失模鑄造的全部工藝流程?？梢?，消失模鑄造具有其特殊性，該流程的主要工步有：熔化工步；制模工步；模型組合及涂層烘干工步；造型澆注工步；落砂清理工步。1.2.5消失模鑄造的分類消失模鑄造由澆注條件可分為：負(fù)壓消失模鑄造和普通消失模鑄造。按鑄型材料來分類可分為：無粘結(jié)劑干砂消失模鑄造和自硬砂消失模鑄造。1.2.6消失模鑄造的工藝特點(diǎn)與傳統(tǒng)的砂型鑄造相比，大量生產(chǎn)的消失模鑄造有如下工藝特征：（1）一個與逐漸形狀完全一致、尺寸大小只差金屬收縮量的泡沫塑料模型保留在鑄型內(nèi)，形成“實型”鑄型，而不是傳統(tǒng)砂型的“空腔”鑄型（即“空型”）。（2）其砂型為無粘結(jié)劑、無水份、無任何附加物的干石英砂。（3）澆注時，泡沫塑料模型在高溫液體金屬作用下不斷分解氣化，產(chǎn)生金屬—模型的置換過程，而不象傳統(tǒng)“空型”鑄造是一個液體金屬的填充過程。制作一個鑄件，就要“消失”掉一個泡沫塑料模型。（4）泡沫塑料模型可以分塊成形再進(jìn)行粘結(jié)組合。模型形狀（即鑄件形狀）基本不受任何限制。1.2.7消失模鑄造的主要優(yōu)點(diǎn)1．采用無任何添加物、無水分、無粘結(jié)劑的干砂造型，由此根除了因粘結(jié)劑、水分和添加物引起的各種鑄造缺陷與廢品；2．落砂極其的容易，從而大大降低了落砂的工作量和勞動的強(qiáng)度；3．可在理想的位置設(shè)置形狀合理的澆冒口，從而不受分型、取模等傳統(tǒng)因素的制約，減少了鑄件的內(nèi)部缺陷；4．它大大簡化了砂處理系統(tǒng)，型砂可以全部重復(fù)使用，并且取消了型砂制備工部以及廢砂處理工部；；5．鑄件的尺寸形狀精確，且重復(fù)性好，有精密鑄造的特點(diǎn)；6．不取模、不合箱，從而大大簡化了造型工藝，進(jìn)而消除了因取模和合箱所引起的鑄造缺陷以及廢品7．鑄件具有高的表面光潔度；8．用負(fù)壓澆注，更有利于液體金屬充型和補(bǔ)縮，從而提高了鑄件組織致密度；9．取消了工部--砂芯和制芯，從而根除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷和由此而來的廢品；10．鑄件由于無飛邊毛刺，使清理打磨的工作量減少了50%以上；11．消失模鑄造工藝可實現(xiàn)微震狀態(tài)下的澆注，促進(jìn)特殊要求金相組織形成，有利于提高鑄件的內(nèi)在質(zhì)量；12．利用消失模鑄造工藝，可根據(jù)熔化的能力，從而完成任意大小鑄件。1.2.8消失模鑄造需要的專用設(shè)備消失模鑄造區(qū)別于其他鑄造方法的很大區(qū)別是它所特有的白區(qū)和黑區(qū)部分。黑區(qū)指造型澆注工部，白區(qū)是指制模工部和模型組合及涂料烘干工部。消失模鑄造所使用的專用設(shè)備有：白區(qū)，在制模工部：有成型機(jī)、模型干燥室、蒸缸、預(yù)發(fā)機(jī)等在模型組合和涂料烘干工部：有模型烘干設(shè)備、涂料混制滾筒、涂料研磨機(jī)等黑區(qū)：在造型澆注工部：有造型振實臺、真空系統(tǒng)、砂處理系統(tǒng)、砂箱、雨淋加砂裝置、砂箱運(yùn)輸系統(tǒng)等1.2.9消失模鑄造生產(chǎn)線1．簡易線：投資少，設(shè)備簡單，適合小規(guī)模、小批量生產(chǎn)2．流水生產(chǎn)線：系統(tǒng)完整，功能齊全，連續(xù)作業(yè)，適合大批量、大規(guī)模生產(chǎn)3.開環(huán)線4.閉環(huán)線第二章消失模鑄造缺陷分析2.1金屬型鑄件常見的缺陷以及防止方法

1針孔

預(yù)防產(chǎn)生針孔的措施：嚴(yán)禁使用被污染的鑄造鋁合金材料、沾有有機(jī)化合物及被嚴(yán)重氧化腐蝕的材料?？刂迫蹮捁に嚕訌?qiáng)除氣精煉。控制金屬型涂料厚度，過厚易產(chǎn)生針孔。模具溫度不宜太高，對鑄件厚壁部位采用激冷措施，如鑲銅塊或澆水等。采用砂型時嚴(yán)格控制水分，盡量用干芯。

2氣孔預(yù)防氣孔產(chǎn)生的措施：修改不合理的澆冒口系統(tǒng)，使液流平穩(wěn)，避免氣體卷入。模具與型芯應(yīng)預(yù)先預(yù)熱，后上涂料，結(jié)束后必須要烘透方可使用。設(shè)計模具與型芯應(yīng)考慮足夠的排氣措施。

3氧化夾渣

預(yù)防氧化夾渣的措施：嚴(yán)格控制熔煉工藝，快速熔煉，減少氧化，除渣徹底。Al-Mg合金必須在覆蓋劑下熔煉。熔爐、工具要清潔，不得有氧化物，并應(yīng)預(yù)熱，涂料涂后應(yīng)烘干使用。設(shè)計的澆注系統(tǒng)必須有穩(wěn)流、緩沖、撇渣能力。采用傾斜澆注系統(tǒng)，使液流穩(wěn)定，不產(chǎn)生二次氧化。選用的涂料粘附力要強(qiáng)，澆注過程中不產(chǎn)生剝落而進(jìn)入鑄件中形成夾渣。

4熱裂預(yù)防產(chǎn)生熱裂的措施：實際澆注系統(tǒng)時應(yīng)避免局部過熱，減少內(nèi)應(yīng)力。模具及型芯斜度必須保證在2°以上，澆冒口一經(jīng)凝固即可抽芯開模，必要時可用砂芯代替金屬型芯?？刂仆苛虾穸?，使鑄件各部分冷卻速度一致。根據(jù)鑄件厚薄情況選擇適當(dāng)?shù)哪亍＜?xì)化合金組織，提高熱裂能力。改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)，消除尖角及壁厚突變，減少熱裂傾向。

5疏松預(yù)防產(chǎn)生疏松的措施：合理冒口設(shè)置，保證其凝固，且有補(bǔ)縮能力。適當(dāng)調(diào)低金屬型模具工作溫度?？刂仆繉雍穸龋癖谔帨p薄。調(diào)整金屬型各部位冷卻速度，使鑄件厚壁處有較大的激冷能力。適當(dāng)降低金屬澆注溫度。2.2消失模鑄造缺陷及其解決方法2.2.1消失模鑄造的在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題消失模鑄造，因它具有環(huán)保綠色以及其有強(qiáng)大的生命力的特點(diǎn)，尤其自進(jìn)入21世紀(jì)后，其發(fā)展便有破竹之勢，誰也無法統(tǒng)計出究竟國內(nèi)到底有多少家鑄造企業(yè)在采用消失模鑄造技術(shù)生產(chǎn)，首先山東省多于兩百家，江蘇的一個縣級市有多余30家簡易消失模企業(yè)，而東北三省、湖南、河南、湖北、河北等鑄造大省擁有很多砂鑄企業(yè)和精鑄企業(yè)，有了消失模鑄造，更有一些新的企業(yè)。

上述很多的企業(yè)沒有通過科研化、規(guī)范化、專業(yè)化的消失模鑄造設(shè)備公司的指導(dǎo)，也未和專業(yè)性學(xué)會、協(xié)會有任何的聯(lián)系，簡單上馬，埋頭苦干，使消失模鑄造眾多的優(yōu)勢技術(shù)得不到好的發(fā)揮，如有的消失模鑄造企業(yè)很多年都搞不定一個粘砂問題，清理人員就占生產(chǎn)人員的1/3以上，從而其產(chǎn)品粗糙，效率低下，浪費(fèi)了人財物力。消失模鑄造現(xiàn)實生產(chǎn)中存在的三孔缺陷是：氣孔、縮孔、渣孔的統(tǒng)稱。非加工類鑄件，如高錳鋼、耐熱鋼鑄件，大都是鑄態(tài)使用，對三孔的要求很少，只要材質(zhì)合格、尺寸合格、表面光潔好，就可以交付使用，一般用戶也沒有特殊的要求。然而碳素鋼、不銹鋼、鑄鐵鑄銅件大都需要機(jī)械加工，有些特殊鑄件還要進(jìn)行解剖，及壓力極限爆破等破壞性試驗，重點(diǎn)部位不允許焊補(bǔ)及組織偏析。很多消失模鑄造企業(yè)，在生產(chǎn)全加工鑄件及有以上特殊要求的鑄件時紛紛受阻，既使最終得以解決，也要付出很大的代價，一定程度上影響了消失模鑄造的應(yīng)用范圍。

消失模鑄造極具特殊性，干砂造型無任何粘結(jié)劑，造型及澆鑄都無需取出模具，極大地改善了鑄件設(shè)計的自由度，提高了鑄件的表面光潔度及尺寸精度。利用負(fù)壓緊實形成的一箱多鑄工藝，有利于提高工藝出品率，提高生產(chǎn)效率，這些都是對傳統(tǒng)鑄造顛覆性的革命，很多深層次的規(guī)律要靠產(chǎn)學(xué)研各界通力合作多年才能逐步得以認(rèn)清，各類鑄造缺陷與傳統(tǒng)鑄造在形成機(jī)理方面大有不同。

消失模的充型過程中，強(qiáng)大的熱輻射作用，使金屬前沿與泡沫間形成不規(guī)則的間隙層。以底澆為例，金屬充型前沿呈“凹”字型，對應(yīng)的泡沫端呈鋸齒型或指尖型。合金前沿漂浮著未能徹底清除的固體渣質(zhì)及未充分氣化的液相泡沫，由于間隙內(nèi)是正壓，涂層外呈負(fù)壓，氣壓差迫使固態(tài)渣質(zhì)及液相泡沫隨氣體的走向流動，氣體以小分子狀態(tài)存在容易被負(fù)壓排出型外，而固體雜質(zhì)被擋在了涂層內(nèi)壁，亦即鑄件的表面形成表面渣坑，這是消失模鑄造較傳統(tǒng)鑄造內(nèi)部渣孔減少而外面渣孔突出的主要原因；液體泡沫同樣也被排擠在金屬和涂層界面，部分被涂層吸附，部分二次氣化。二次氣化的氣體大部分溢出型外，少量侵入金屬形成表層氣孔。鑄件的冒口一般設(shè)計在頂端，而且是暗冒口，無法通過補(bǔ)澆的方式得到高溫金屬，聚集的金屬全是被汽化吸熱降溫后的金屬，補(bǔ)縮效果不佳，縮孔機(jī)率增大。2.2.2常見消失模鑄造缺陷及預(yù)防措施一、粘砂缺陷的結(jié)構(gòu)，在消失模鑄造表面的型砂，和全部或部分地覆蓋有一層金屬(或金屬氧化物)和砂的混合物(或涂布)(化學(xué))組合物或?qū)尤紵瑢?dǎo)致在消失模鑄造表面粗糙。預(yù)防措施：減少砂差距。適當(dāng)降低的金屬的澆注溫度。提高型砂，芯砂耐火度。二、粗糙的缺陷結(jié)節(jié)或薄片的消失模鑄造表面上的金屬層，與型砂的層片和消失模鑄造金屬之間腫瘤夾持。預(yù)防措施：嚴(yán)格控制型砂，芯砂的性能。提高澆注系統(tǒng)，從而使液體金屬平穩(wěn)流動。大型平面傾斜澆注的消失模鑄造。三、冷隔缺陷

消失模鑄造一個不完全融合的縫隙或凹坑，交界處的邊緣圓潤。注意事項：澆注溫度和澆注速度。改進(jìn)澆注系統(tǒng)。四、澆不足的缺陷由于熔融金屬產(chǎn)生的消失模鑄造還沒有完全填充空腔缺肉。注意事項：澆注溫度和澆注速度。不要干燥和防止運(yùn)行火災(zāi)。2.2.3粘砂缺陷及其防止措施粘砂是消失模鑄造和砂型鑄造常見缺陷之一。鑄件部分或整個表面上夾持著有很難清理的型砂。在無負(fù)壓情況下澆注，粘砂常出現(xiàn)在鑄件底部底部或側(cè)面，及鑄件熱節(jié)區(qū)和型砂不易緊實的部位；在負(fù)壓情況下澆注，各面都可能有粘砂，特別是鑄件轉(zhuǎn)角處，組串鑄件澆注時的過熱處。金屬液滲入型砂中形成與型砂的機(jī)械混合物。產(chǎn)生原因：1.消失模鑄造產(chǎn)生粘砂基本上屬機(jī)械粘砂，夾持型砂砂粒的金屬，涂層脫落或開裂，金屬液通過涂層破裂，剝落處滲入型砂的干砂空隙中，將干砂夾持凝固在鑄件表面上。涂層較薄時金屬液滲透過涂層而與砂型干砂粘接而凝固在表面。涂料的選用和澆注金屬液匹配不當(dāng)，砂型中干砂又含有細(xì)小砂?；覊m時，此時澆注鑄件的過熱處也會形成化學(xué)粘砂，更難清理。造成涂料層脫落和開裂可能是涂料質(zhì)量不好，與模樣粘接不牢，在操作過程中涂料層已脫落；涂料的收縮率過大，涂料在干燥時開裂，或涂層抗急冷熱性能差，澆注時涂層受熱而開裂；或造型時緊實力過大或振動時間過長使涂料產(chǎn)生裂紋；或造型時的局部砂型或干砂沒有得到緊實，澆注時金屬液體壓力下和模樣分解產(chǎn)物壓力下局部涂層向外鼓脹及開裂，形成裂縫兒粘砂，其裂縫最容易產(chǎn)生在鑄件拐角處，尤其是直角傾角的拐角處。金屬液滲入的程度與金屬液澆注溫度、澆注速度壓力頭大小，型砂或干砂的間隙大小，金屬液滲透入的深度越深，粘砂也就越嚴(yán)重。2.澆注時負(fù)壓度大小對金屬液流動能力的影響超過金屬液溫度等因素的影響。負(fù)壓度越大，金屬液流動性越好，粘砂也越嚴(yán)重。此時易出現(xiàn)金屬液穿透過涂層滲入型砂而粘砂。防止粘砂的措施：1.選用涂料應(yīng)具有良好性能，能牢固粘接在模樣上，涂層致密并有足夠的強(qiáng)度、耐火度，在操作過程中不發(fā)生脫落剝離現(xiàn)象；造型振實時不開裂，不起皺，涂料線收縮應(yīng)小，且具有良好的抗急冷急熱性。2.造型緊實力不可過大，以免破壞涂層。在干砂振動造型時，合理選用振動參數(shù)。應(yīng)防止振動過大，振動時間過長，使涂料層開裂、剝落；同時應(yīng)防止局部砂型未振實。3.選用合適的負(fù)壓度，澆注時負(fù)壓度過高易引起嚴(yán)重粘砂，各種不同合金鑄件配合合適負(fù)壓度鑄鋼4.為減少砂型或干砂的空隙應(yīng)選用較細(xì)的原砂。一般鑄鐵件和鑄鋼件用28/55目砂，鑄鋁件用50/100目砂。5.澆注溫度不應(yīng)過高，一般模樣鑄造澆注溫度比同樣條件下砂型鑄造溫度高30-50℃。第三章影響消失模內(nèi)孔鑄造質(zhì)量的因素3.1消失模鑄造表面質(zhì)量的影響因素真空低壓消失模殼型鑄件的表面質(zhì)量與金屬與鑄型間的潤濕性、型殼表面質(zhì)量以及泡沫模表面質(zhì)量等諸多因素有關(guān)，如其中任何一因素控制不當(dāng)，就會對最終獲得鑄件的質(zhì)量造成很大影響。因此，下面將從金屬和鑄型間的潤濕性、型殼表面質(zhì)量以及泡沫模表面質(zhì)量等方面對鑄件其表面質(zhì)量的影響分別進(jìn)行討論，旨在提出一個改善真空低壓消失模殼型鑄件表面質(zhì)量的措施，從而獲得高質(zhì)量鑄件。3.1.1金屬與鑄型間的潤濕性對鑄件表面質(zhì)量的影響液態(tài)金屬充填鑄型的一個過程，實際上就是液態(tài)金屬擠走型內(nèi)的氣體，并占據(jù)原有空間的過程，在這個過程中始終存在著一個液、固、氣三相界面的相互作用。由于空氣動力粘度很小，而液態(tài)金屬動力粘度很大，加上液態(tài)金屬的密度又很大，從而迫使該層氣膜變得很薄。當(dāng)型壁的透氣性不太好時，因氣體與型壁潤濕，而液體則與型壁不潤濕，被氣體所隔開的兩個界面上的物理和化學(xué)吸附以及型壁表面并非均勻因素的影響，因而殘留氣體薄膜的尺寸、位置和形狀都是隨機(jī)分布在型壁上的，從而造成鑄型鑄出的鑄件表面存在著一個隨機(jī)分布的凹坑，使鑄件的表面粗糙度要大于型壁的表面粗糙度。因此，氣膜的存在對鑄件表面粗糙度會造成一定的影響，應(yīng)該設(shè)法消除或削弱氣膜。真空下的澆注，可以消除氣膜，進(jìn)而提高鑄件表面質(zhì)量；壓力下澆注成形，也可以減薄氣膜，提高鑄件表面質(zhì)量。此外，改善型殼透氣性，有益于氣膜溢出，降低鑄件表面粗糙度。在真空低壓消失模殼型鑄造的過程中，金屬液體是在真空和壓力下進(jìn)行沖型和凝固的，且型殼設(shè)有排氣孔，因此可大大減小氣膜對鑄件表面質(zhì)量影響，獲得更高質(zhì)量鑄件。3.1.2型殼表面質(zhì)量對鑄件表面質(zhì)量的影響表面光潔的型殼是制備高質(zhì)量鑄件的一個保證。影響型殼表面質(zhì)量的因素主要包括涂料性能和泡沫模表面質(zhì)量等方面。泡沫模表面質(zhì)量已有過闡述，我們再說說涂料性能對鑄件表面質(zhì)量的影響以及相應(yīng)改善措施。涂料主要是由粘接劑加耐火材料組成。融模鑄造中，型殼制備常采用粘接劑主要是：硅溶膠、水玻璃與硅酸乙酯。其中水玻璃型殼表面粗糙度較高、表面質(zhì)量較差、尺寸精度低、抗變形能力差、型殼高溫強(qiáng)度低，所以會很少采用。而由于硅酸乙酯易于揮發(fā)，不利于環(huán)保，并且高溫強(qiáng)度較硅溶膠的低，價格也不菲。而硅溶膠型殼其熱震穩(wěn)定性高、高溫強(qiáng)度好、型殼表面質(zhì)量較高且高溫抗變形能力強(qiáng)，型殼不需要化學(xué)硬化，使用方便，環(huán)境衛(wèi)生，價格相對較低，因此是目前融模鑄造中比較適合采用的粘接劑。而耐火材料作為制備涂料的一種填料，其粉料目數(shù)對型殼及鑄件表面的粗糙度有很大的一個影響。增大耐火粉料目數(shù)，可以大大的降低型殼和鑄件表面粗糙度。此外，涂料應(yīng)具有較高粉液比，使型殼更加致密，干燥以后表面產(chǎn)生更少裂紋，涂料粘度也不能太高，以使涂層均勻的被附在泡沫模上；涂料內(nèi)小氣泡應(yīng)盡量減少，使涂料具有良好流動性，避免微氣孔復(fù)制型殼上。以上都有利于改善型殼表面質(zhì)量。3.1.3泡沫模表面質(zhì)量對鑄件表面質(zhì)量的影響泡沫模是采用發(fā)泡成型工藝制備的。泡沫模的表面質(zhì)量與發(fā)泡模具、發(fā)泡成型工藝及泡沫材料都有很大的聯(lián)系。一般說來，發(fā)泡模具表面質(zhì)量越高，獲得的泡沫模表面質(zhì)量也就越高；泡沫模密度越高，泡沫模的表面質(zhì)量業(yè)就越高。表面質(zhì)量較高的泡沫模獲得的型殼及最終鑄件表面質(zhì)量也較高。泡沫模的發(fā)泡成型是由聚苯乙烯珠粒融合在一起而形成的。然而，最終獲得的泡沫模的珠粒間總存在著一些溝槽（見圖一），型殼將復(fù)制這些溝槽而形成網(wǎng)狀形貌(見圖二)；此外涂掛涂料時，由于涂料和泡沫模具有很好的潤濕性，涂料將會滲入到珠粒間溝槽，從而形成毛刺形貌（見圖二），這些都將顯著地影響鑄件的表面質(zhì)量。因此需要采取措施來避免溝槽不利影響，可采用在泡沫模表面涂光潔劑來消除珠粒間溝槽，且表面光潔劑應(yīng)該能很好地潤濕泡沫模，在泡沫模的表面形成一定厚度薄層填平珠粒間溝槽，且對鑄件精度影響很小。實驗用乙醇65%、硝化棉20%、乙二醇乙醚12%、蓖麻油3%等配方來配制表面光潔劑，如下圖所示，在泡沫模表面形成了一層均勻的薄層（厚度小于0.1mm）,該光潔層覆蓋了泡沫模表面溝槽，光潔層表面粗糙度為Ra0.87μm。該光潔劑具有良好的流動性以及快干性，不與泡沫模反應(yīng)和腐蝕，型殼燃燒后也無殘留灰分。實驗的結(jié)果是：涂掛表面光潔劑后，泡沫模、鑄件的表面質(zhì)量及型殼粗糙度大大的降低，其中鑄件表面粗糙度較涂掛前降低61%。實驗由此表明：光潔劑對于鑄件表面質(zhì)量的改善具有很顯著效果。3.2消失模鑄造內(nèi)孔的影響因素3.2.1振動造型的影響要使干砂充滿模樣各個部分，并緊實達(dá)到一定緊實度，防止干砂局部緊實不好，澆注時造成鑄件尺寸不符，變形、鼓脹、多肉，振動造型過程中由許多環(huán)節(jié)決定，三維造型機(jī)振實的作用；干砂加入速度和加入位置、方法必須與其緊實過程操作相匹配。應(yīng)邊加入充型干砂邊緊實，以便干砂能很好地充入模樣內(nèi)部，和模樣周邊緊實后保證各部分均勻，不產(chǎn)生模樣變形走樣；干砂的問題也影響著模樣尺寸，如果使用干砂生產(chǎn)線上經(jīng)砂處理冷卻后的干砂砂溫＞50~70℃，則會引起模樣軟化變形。3.2.2消失模鑄造砂型的砂處理根據(jù)不同鑄件特性，注意落砂鑄件的冷卻速度對其質(zhì)量的影響，控制落砂溫度、落砂后保溫要求（速冷、緩冷）而采取不同措施。型砂必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，否則型砂中因含有大量的灰塵、雜質(zhì)，沒有經(jīng)過處理的型砂在造型的過程會影響吸氣的真空度，也易產(chǎn)生粘砂、夾雜、夾渣等，而經(jīng)過處理的型砂才能滿足消失模鑄造的要求?？傊?，消失模鑄造生產(chǎn)出鑄件因受干砂冷卻速度的影響，使力學(xué)性能改變，因此必須要求調(diào)整化學(xué)成分，采取細(xì)化、變質(zhì)、孕育或微合金化的處理來達(dá)到鑄件力學(xué)性能的使用要求。消失模生產(chǎn)是系統(tǒng)工作，每一環(huán)節(jié)都務(wù)必把關(guān)，小試成功后，對具體鑄件務(wù)必嚴(yán)格地執(zhí)行工藝規(guī)程，各工序必須專人管控，從而保證生產(chǎn)的基本技術(shù)要求，獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件，體現(xiàn)消失模生產(chǎn)的特性和優(yōu)點(diǎn)。3.2.3涂料性能對鑄件質(zhì)量的影響涂料的配制及干燥是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要環(huán)節(jié)之一。在生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)由涂料性能不穩(wěn)定或指標(biāo)不恰當(dāng)而造成鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定、廢品率上升的現(xiàn)象，這就加深了人們對涂料重要性的認(rèn)識。涂料的作用：消失模鑄造涂料的工藝過程與通常的砂型鑄造涂料的有相同之處，也有差異。消失模鑄造涂料的作用可以歸納如下：1.可以降低鑄件表面的粗糙度值。2.有助于防止或減少鑄件粘砂、砂眼等缺陷，因為涂層建立了一道耐火性、熱化學(xué)穩(wěn)定性高的屏障，將金屬液與干砂隔開來。3.有利于提高鑄件落砂、清理效率。4.能使金屬液流動前沿氣隙中模樣熱解的氣體和液體產(chǎn)物順利地通過，排到鑄型中去，但又要防止金屬液的滲入，這是防止鑄件產(chǎn)生氣孔、金屬滲透和碳缺陷十分重要的條件。5.能提高泡沫模樣的強(qiáng)度和剛度，防止模樣在運(yùn)輸、填砂振動時產(chǎn)生變形和破壞，這對提高鑄件尺寸精度和成品率至關(guān)重要。6.對鋁合金鑄件，尤其是薄壁鋁合金鑄件，有良好的的保溫絕熱作用，以防止由于模樣熱解吸熱使金屬液流動前沿溫度下降過快，避免冷隔和澆不到缺陷。涂料的性能和質(zhì)量在選購或自行配制涂料時，必須與金屬液性質(zhì)（鑄件種類）和匹配，選用低溫、高溫粘結(jié)劑、骨料、附加物及攪拌工藝，使涂料具有良好的透氣性和潤濕性、滲透性，能使EPS氣化裂化產(chǎn)生氣體及時排出、滲透溢出，或抽真空時吸出，不利于炭黑的產(chǎn)生。在整個白模組件表面，由于涂料涂層厚薄不均，涂料在熱節(jié)區(qū)高溫的作用下；再者涂料高溫強(qiáng)度不足，又在真空泵的強(qiáng)力抽氣下，使該處隙裂而產(chǎn)生漏白。3.2.4實習(xí)及總結(jié)為了了解更多關(guān)于消失模鑄造復(fù)雜內(nèi)孔問題的解決方法，我和同學(xué)一起在郭鵬老師的帶領(lǐng)下多次進(jìn)入武漢鋼實金晟有限公司實習(xí)，了解關(guān)于這方面的信息，親手刷涂料等，并觀看工人組串、烘干、造型等。綜上所述，影響消失模鑄造復(fù)雜內(nèi)孔的主要因素有內(nèi)孔的表面質(zhì)量，涂料的性能質(zhì)量，型砂的特性及緊實度等因素。其中內(nèi)孔的表面質(zhì)量可通過調(diào)整金屬與鑄型間的潤濕性、型殼表面質(zhì)量以及泡沫模表面質(zhì)量來得到改善；涂料的選用則應(yīng)該選擇與金屬液相匹配的，能降低其表面粗糙度的涂料；而型砂的緊實度則可通過選用合適頻率的振動造型及人工處理來增加其緊實度。參考文獻(xiàn)[1]

章舟.消失模鑄造生產(chǎn)及應(yīng)用實例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007年6月[2]

陶杰，劉子利，崔益華.有色合金消失模鑄造原理與技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007年1月

[3]

中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會編.鑄造手冊

第6卷

特種鑄造（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003年2月第2版

[4]

董秀琦，朱利娟.消失模鑄造實用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

[5]

陶杰.消失模鑄造方法與技術(shù).南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2003

[6]

劉朝儒等.機(jī)械制圖第四版.北京：高等教育出版社，2000年12月

[7]

成小英，高艷，宋曉英.AutoCAD2007機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與范例教程.北京：中國電力出版社，2007年9月

[8]

葛正浩.Pro/ENGINEER

Wildfire

3.0注塑模具設(shè)計.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008年1月

[9]吳和保等.鑄造的工藝分析及控制.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009

基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)\