本发明属于消失模铸造技术领域，具体涉及一种用于消失模铸造的低密度EPS模样的成型方法。
背景技术：
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消失模铸造又称干砂或负压实型铸造，利用可发性泡沫珠粒经过预发泡、熟化、发泡成型，制造出与铸件形状、尺寸相似的泡沫模样，并通过手工或机械粘接做出形状复杂的泡沫模样或模样簇。将泡沫模样或模样簇涂挂耐火涂料并烘干后，放入沙箱中，填入不含粘结剂的干砂，通过震动以及施加负压的方法将干砂紧实成铸型。将处理好的金属液浇入铸型，泡沫模样遇到高温的金属液迅速软化、熔融、气化分解，然后在负压作用下分解产物通过涂料排到铸型中。金属液充入铸型，完全占据原来塑料模样的位置，凝固冷却后，形成所需的铸件。
消失模的充型凝固过程不仅关系到铸件成形的成败，还对铸件的内在质量有着重要影响，譬如生产中常见的增碳、皱皮、渣气孔、浇不足、铸型崩溃等缺陷往往都是在铸件充型过程中形成的
EPS(可发性聚苯乙烯)是用于真空消失模铸造的模样，在高温情况下进行气化，利用抽真空的形式将所产生的气体排出，由铁水替代其位置形成产品。长期以来由于气化不完成或排气不畅导致产品产生大量的碳缺陷，减少模样的发气量与气化产物是真空消失模铸造工艺所追求的目标，通常情况下降低EPS的预发密度，则导致模样表面质量差或无法成型，因此长期以来生产厂家的预发密度控制在20g/l左右甚至更高。
技术实现要素：
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为解决现有消失模铸造的EPS模样的密度高而导致的铸件产品质量不稳定等问题，本发明提供了一种用于消失模铸造的低密度EPS模样的成型方法，旨在通过对发泡工艺的调整，在降低EPS的成型密度的同时还具有良好的成型效果，进而达到降低发气量与减少铸件碳缺陷提高产品质量的目的。
一种用于消失模铸造的低密度EPS模样的成型方法，包括以下步骤：
步骤(1)：预发泡：
EPS珠粒在蒸汽压力为0.015～0.03MPa、温度90～98℃下预发泡；
步骤(2)：第一次成型发泡：
将步骤(1)预发泡后的EPS珠粒在压缩空气压力≥0.5MPa，蒸汽压力≥0.6MPa，水压≥0.25MPa下进行第一次成型发泡；
步骤(3)：熟化：
将步骤(2)得到的成型发泡产品在50～60℃熟化；
步骤(4)：第二次成型发泡：
将步骤(3)熟化产品套入模具，在步骤(2)的第一次成型发泡的条件下进行第二次成型发泡，得低密度的EPS模样。
本发明中，通过所述预发泡的参数条件的控制以及协同配合其他各步骤及参数，能有效降低成型得到的EPS模样的密度(容重)，改善EPS模样强度，进而有效降低EPS模样在消失模铸造过程的产气量，降低铸件的碳缺陷及气孔，提高真空消失模铸造工艺的铸件的产品质量。
预发泡过程的蒸汽压力和温度及发泡时间对预发泡后的EPS的容量具有一定的影响，作为优选，步骤(1)中，EPS珠粒在蒸汽压力为0.015～0.03MPa、温度95～98℃下预发泡。
在所述的蒸汽压及温度下进行预发泡，作为优选，步骤(1)中，预发泡时间为50-60秒。
本发明人发现，在所述的温度、蒸汽压下预发泡所述的时间，有助于制得容量比较理想、性能良好的模样。
在所述步骤(1)的预发泡条件下预发泡，EPS珠粒的发泡倍数为8-10。
在所述步骤(1)的预发泡条件下预发泡，作为优选，步骤(1)中，预发泡后的EPS珠粒的密度为16g/L及以下。
进一步优选，步骤(1)中，预发泡后的EPS珠粒的密度为14-16g/L。
控制预发泡的EPS珠粒的密度在所述的优选的范围内，能进一步有助于成型得到的EPS模样。
预发泡中，EPS珠粒的粒径对得到的预发泡珠粒的容量及后续的成型具有一定的影响；作为优选，步骤(1)中，所述的EPS珠粒的粒径为0.3-1.4mm。
作为优选，步骤(1)中，预发泡后的珠粒的直径小于或等于第二次成型后的EPS模样壁厚的1/3。
作为优选，第二次成型后的EPS模样的壁厚不小于10mm，EPS珠粒的粒度为0.9-1.4mm。例如，步骤(1)中，预发泡前的EPS珠粒采用现有商用的龙王牌H-SA(d：0.9-1.4mm)。
作为优选，第二次成型后的EPS模样的壁厚小于10mm，EPS珠粒的粒度为0.3-0.4mm。例如，所述的EPS珠粒采用现有商用的锡发牌401(d：0.3-0.4mm)。
随着发泡密度的变化，同种原始珠粒的直径跟着变化。在所述的壁厚及EPS珠粒下进行预发泡，有利于最大程度降低密度。
作为优选，步骤(2)中，第一次成型发泡中，压缩空气压力0.5～0.7MPa，蒸汽压力0.6～0.8MPa，水压0.25～0.35MPa。
上述优选的第一次成型发泡参数优选在成型机中进行。此外，本发明的第一次成型发泡也可在蒸缸中进行，作为优选，控制所述蒸缸压力为0.1-0.15MPa。
作为优选，步骤(2)中，第一次成型发泡的温度为100～120℃。
作为优选，步骤(2)中，第一次成型发泡的时间为8-12秒。
在所述的第一次成型发泡参数下(温度和蒸汽压下)处理8-12秒，有助于得到强度较好的第一次成型EPS模样，且可避免模样收缩。
作为优选，步骤(3)中，熟化时间不低于4小时。
步骤(3)中，在所述的熟化温度下有助于EPS的成型；进一步优选，步骤(3)中，熟化时间为4～8小时。
在所述优选的熟化温度和时间下，有助于进一步干燥水份、进而有助于降低密度的情况下提高模型强度，维持第一次成型的得到的EPS模样的形态和泡孔结构。
步骤(3)处理后，进行步骤(4)的二次成型，进一步改善制得的EPS模样形貌。步骤(4)的第二次成型发泡和步骤(2)的第一次成型发泡的条件相同。
步骤(4)的第二次成型发泡过程在压缩空气压力≥0.5MPa，蒸汽压力≥0.6MPa，水压≥0.25MPa下进行；其中，第二次成型发泡的温度为100～120℃；时间为8-12秒。
一种优选的用于消失模铸造的低密度EPS模样的成型方法，包括以下步骤：
步骤(a)：预发泡：
1.1调整工艺参数：要求压缩空气压力≥0.4MPa，系统蒸汽压力≥0.5MPa；
1.2对设备进行预热，预热时间不少于10分钟，保证筒体和筒内室温均衡且无积水；
1.3设定预发桶内温度90～98℃、蒸汽压力0.015～0.03MPa、出料时间设置为50-60秒；
1.4打开机器，当设定预发桶内的温度达到设定值时，打开加料口投加EPS珠粒；EPS珠粒的粒径可根据成型的EPS模样的壁厚选择；成型后的EPS模样的壁厚不小于10mm，EPS珠粒的粒度为0.9-1.4mm；成型后的EPS模样的壁厚小于10mm，EPS珠粒的粒度为0.3-0.4mm；
1.5EPS珠粒在1.3的条件下预发桶内预发泡50-60秒；当EPS珠粒达到料位计或设定密度线(14-16g/L)时，卸料阀自动放料；
1.6打开料床的烘干阀，给预发后的EPS珠粒珠粒烘干；
1.7出料口开始出料时启动送料装置并将料送入盛料筒；
步骤(b)：第一次成型发泡：
2.1调整各工艺参数，第一次成型发泡中，压缩空气压力0.5～0.7MPa，蒸汽压力机制0.6～0.8MPa、水压0.25～0.35MPa；温度为100-120℃。
2.2按启动按钮，第一次成型发泡的时间为8-12秒；待自动开模后取出模样；
步骤(c)：熟化：
将第一次成型发泡的模样转入烘烤房中进行熟化烘烤，烘烤温度50～60℃、熟化时间不低于4小时；
步骤(d)：第二次成型发泡：
将熟化好的模样套入模具，按第一次成型发泡的工艺参数进行控制，第二次成型发泡的时间为8-12秒；最终得到低密度的EPS模样(EPS泡沫)。
本发明的制备过程采用现有设备，例如立式预发泡机、成型机。
本发明方法制得的产品在保证模样外表质量的前提下，通过对成型工艺的调整，降低EPS模样的密度从而降低生产成本、提高产品的质量，具体具有以下优势：
1、能得到低密度的模块，降低EPS模样的发气量及减少铸件的碳缺陷。
2、通过多次发泡，其发泡剂的含量大幅度降低，模块的尺寸稳定。
3、通过本发明所述的二次成型发泡工艺，可在较低密度情况下得到EPS模样高质量的外表质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
步骤(1)：预发泡：
1.1调整工艺参数：要求压缩空气压力≥0.4MPa，系统蒸汽压力≥0.5MPa。
1.2对设备进行预热，预热时间不少于10分钟，保证筒体和筒内室温均衡且无积水。
1.3设定预发桶内温度、蒸汽压力、出料时间等工艺参数。蒸汽压力在0.015MPa，预发桶内的温度90℃。
1.4打开机器，当设定预发桶内的温度达到设定值时，打开加料口加料口投加EPS珠粒(龙王牌H-SA)；所述的EPS珠粒原始粒度为0.9-1.4mm。
1.5预发桶时间为50-60秒；卸料阀自动放料。
1.6打开料床的烘干阀，给预发后的珠粒烘干。
1.7出料口开始出料时启动送料装置并将料送入盛料筒。
步骤(2)：第一次成型发泡：
2.1调整各工艺参数，压缩空气压力0.5MPa，蒸汽压力0.6MPa；水压0.25MPa；温度为100℃。
2.2按启动按钮，预发后的珠粒在步骤2.1的参数条件下进行第一次成型发泡，时间为8-12秒；自动开模后取出模样。
步骤(3)：熟化：
将第一次成型发泡的模样转入烘烤房中进行熟化烘烤，烘烤温度50℃、熟化时间4小时。
步骤(4)：第二次成型发泡：
将熟化好的模样套入模具，按第一次成型发泡的工艺参数(步骤2.1)进行第二次成型发泡，时间为8-12秒；最终得到EPS模样。
制得的EPS模样的容量为14g/L。
实施例2
步骤(1)：预发泡：
1.1调整工艺参数：要求压缩空气压力≥0.4MPa，系统蒸汽压力≥0.5MPa。
1.2对设备进行预热，预热时间不少于10分钟，保证筒体和筒内室温均衡且无积水。
1.3设定预发桶内温度、蒸汽压力、出料时间等工艺参数。蒸汽压力在0.02MPa，预发桶内的温度95℃。
1.4打开机器，当设定预发桶内的温度达到设定值时，打开加料口加料口投加EPS珠粒(龙王牌H-SA)；所述的EPS珠粒原始粒度为0.9-1.4mm。
1.5预发桶时间为50-60秒；卸料阀自动放料。
1.6打开料床的烘干阀，给预发后的珠粒烘干。
1.7出料口开始出料时启动送料装置并将料送入盛料筒。
步骤(2)：第一次成型发泡：
2.1调整各工艺参数，压缩空气压力0.6MPa，蒸汽压力0.7MPa；水压0.3MPa；温度为110℃。
2.2按启动按钮，预发后的珠粒在步骤2.1的参数条件下进行第一次成型发泡，时间为8-12秒；自动开模后取出模样。
步骤(3)：熟化：
将第一次成型发泡的模样转入烘烤房中进行熟化烘烤，烘烤温度50℃、熟化时间4小时。
步骤(4)：第二次成型发泡：
将熟化好的模样套入模具，按第一次成型发泡的工艺参数(步骤2.1)进行第二次成型发泡，时间为8-12秒；最终得到EPS模样。
制得的EPS模样的容量为15g/L。
实施例3
步骤(1)：预发泡：
1.1调整工艺参数：要求压缩空气压力≥0.4MPa，系统蒸汽压力≥0.5MPa。
1.2对设备进行预热，预热时间不少于10分钟，保证筒体和筒内室温均衡且无积水。
1.3设定预发桶内温度、蒸汽压力、出料时间等工艺参数。蒸汽压力在0.03MPa，预发桶内的温度98℃。
1.4打开机器，当设定预发桶内的温度达到设定值时，打开加料口加料口投加EPS珠粒(锡发牌401)，所述的EPS珠粒原始粒度为0.3-0.4mm。
1.5预发桶时间为50-60秒；卸料阀自动放料。
1.6打开料床的烘干阀，给预发后的珠粒烘干。
1.7出料口开始出料时启动送料装置并将料送入盛料筒。
步骤(2)：第一次成型发泡：
2.1调整各工艺参数，压缩空气压力0.7MPa，蒸汽压力0.8MPa；水压0.35MPa；温度为100℃。
2.2按启动按钮，预发后的珠粒在步骤2.1的参数条件下进行第一次成型发泡，时间为8-12秒；自动开模后取出模样。
步骤(3)：熟化：
将第一次成型发泡的模样转入烘烤房中进行熟化烘烤，烘烤温度60℃、熟化时间8小时。
步骤(4)：第二次成型发泡：
将熟化好的模样套入模具，按第一次成型发泡的工艺参数(步骤2.1)进行第二次成型发泡，时间为8-12秒；最终得到EPS模样。
制得的EPS模样的容量为16g/L。
上述实施例中生产的EPS模样表面容量较小，适用于消失模铸造。