一种基于消失模的铸造浇注成型工艺的制作方法

本发明涉及消失模的技术领域，尤其是涉及一种基于消失模的铸造浇注成型工艺。

背景技术：

消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造方法具有铸件尺寸精度高、表面粗糙度低、生产工序简单、材料消耗少等优点，目前被广泛用于铸铁、铸钢、铸铝件的工业生产。

现有的的消失模铸造工艺如公布号为cn101554644b的一种中国发明专利，其公开了一种适合于铸铁材料的消失模铸造工艺，包括：准备步骤，制作泡沫实体模型；造芯步骤，将泡沫实体模型涂敷耐火涂料并充分干燥，在砂箱上形成浇口和流道后，固定并用湿型砂埋设该泡沫实体模型，然后设置浇口和排气通道，该湿型砂是包括沙粒、水和粘接剂的混合物；浇铸步骤，熔炼该铝合金材料，将熔融状的该铝合金材料的温度控制在预定温度，通过浇口进行浇注；以及后处理步骤，割除铸件上的浇冒口，并对铸件进行热处理。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述这种传统的消失模铸造工艺在进行铸造的过程中，铸件在浇铸成型后，铸件更多是经过自然冷却至可以取出，使得铸件表面的冷却速度较慢，而消失模模型气化后残余的碳元素在铸件成型后表面温度较高时易渗入铸件内，导致铸件成型后的品质较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于消失模的铸造浇注成型工艺，可使得成型后的铸件快速冷却，保证铸件的品质。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于消失模的铸造浇注成型工艺，包括：

步骤s1，选料准备，制作铸件模型；

步骤s2，造芯，将与铸件的尺寸形状相同的模型相互粘结并组合成对应的模型结构，之后在模型结构外涂覆耐火耐高温的涂料并进行充分干燥；

步骤s3，振实覆盖，将烘干后的模型结构埋在砂箱中，并将砂箱中的型砂进行振实，之后盖上塑料薄膜；

步骤s4，一次抽真空，将砂箱内的砂粒之间的空气抽走，使得砂箱内部处于负压的状态，使得砂粒更加紧实；

步骤s5，浇铸，熔炼铸件原料，并将熔融的铸件原料通入砂箱内进行浇铸成型；

步骤s6，二次抽真空，揭开塑料薄膜，对砂箱内继续抽气若干分钟至铸件表面硬化并使得铸件充分冷却；

步骤s7，铸件取出，先将砂箱通气，使得砂箱内气压平衡后，将铸件从砂箱内取出。

通过采用上述技术方案，对砂箱内的模型结构进行浇铸后，逐渐形成所需的铸件后，对砂箱内进行二次抽真空处理，使得大量的冷空气可进入到砂箱内，可使得铸件的表面温度骤降，进而可减少模型结构中残留的碳元素在高温下渗入至铸件内，有利于保证成型后铸件的品质。

本发明进一步设置为：所述步骤s1中，模型制作所用的泡塑珠粒采用可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒，其最大珠粒的直径为铸件最小壁厚的1/8～1/10，且在预发泡时，每次加料2kg，预发泡温度为80~100℃，预发泡时间为20~30s，蒸汽压力为0.20~0.25mpa，预发泡密度控制在10~15g/lkg。

通过采用上述技术方案，在预发泡的过程中，每次加料2kg，可减少由于一次性加料过多所造成的部分珠粒欠预发的不良现象，以保证发泡的效率，而将预发泡温度控制在80~100℃，时间控制在20~30s，蒸汽压力控制在0.20~0.25mpa，可减少可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒过度预发以及发泡剂损失过多的现象，以保证后续发泡成型的质量。

本发明进一步设置为：将预发泡后的可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒在熟化仓中进行熟化，且熟化时的温度控制在15-20℃，时间控制在2-3h。

通过采用上述技术方案，在进行熟化时，可控制空气合理地渗入以及发泡剂扩散的速度，减少因温度过高导致发泡剂的损失。

本发明进一步设置为：所述步骤s2中，涂料分两次涂覆，且在涂覆之前先对涂料的湿度进行检测并记录，再涂覆第一层涂料，且涂覆后待涂料的湿度在自然状态下降到涂覆之前记录的一半时，涂覆第二层涂料，之后进行烘干。

通过采用上述技术方案，通过分两次进行耐高温涂料的涂覆，以对整个模型结构形成更好的覆盖，且第二次涂覆时，第一层仍然具备一定的湿度，使得两层涂覆的涂料可进行更好地融合。

本发明进一步设置为：计算第一层涂料的湿度降到涂覆之前一半时的时间，并在第二层涂料涂覆后，经过与计算的相同时间后，再经过5-10min进行烘干处理。

通过采用上述技术方案，通过时间计算涂料湿度变化一半的方式更加准确，在第二层涂料涂覆后经过相同的时间后，则第一层涂料已接近于干燥，此时再经过5-10min可保证第一层涂料完全干燥，进而使得整个模型结构处于完全覆盖的状态下。

本发明进一步设置为：所述步骤s3中，先在砂箱的底部铺设一层底砂，进行振实后，再将模型结构放入砂箱并进行填砂。

通过采用上述技术方案，通过先铺设一层底砂，避免模型结构放入砂箱内与砂箱的直接接触。

本发明进一步设置为：所述步骤s5中，在进行浇铸的过程中，先进行细流慢浇的方式，使得铸件模型逐渐融化并使得产生的气体顺利排出，之后在加快浇铸速度使得靠近砂箱底部的逐渐模型快速融化，最后再减慢速度至与刚开始浇铸的速度相同，直至熔融的铸件原料到达砂箱的浇口。

通过采用上述技术方案，通过先进行缓慢浇注再快速浇注最后再重新浇注的方式，可使得砂箱内的模型结构完全融化并并变成气体从砂箱内溢出。

本发明进一步设置为：所述步骤s7中，在对砂箱内进行通气时，通入的气体的温度低于常温。

通过采用上述技术方案，在取出铸件之前，需要对铸件进行充分地冷却，通过在平衡砂箱内气压的过程中通入温度较低的气体，以对铸件进行进一步的冷却。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

在铸件成型后，对砂箱内进行二次抽真空处理，使得大量的冷空气可进入到砂箱内，可使得铸件的表面温度骤降，进而可减少模型结构中残留的碳元素在高温下渗入至铸件内，有利于保证成型后铸件的品质。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种基于消失模的铸造浇注成型工艺，包括：

步骤s1，选料准备，制作铸件模型，铸件模型与铸件尺寸相同，外形一致，在后期浇铸时，浇入熔融的铸件原料后，铸件模型气化并且1:1置换为铸件。

上述步骤s1中，模型制作所用的泡塑珠粒采用可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒，其最大珠粒的直径为铸件最小壁厚的1/8～1/10，且可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒需要进行预发泡及熟化。

在预发泡时，每次加料1kg，预发泡温度为80~100℃，预发泡时间为20~30s，蒸汽压力为0.20~0.25mpa，预发泡密度控制在10~15g/lkg；每次加料2kg，可减少由于一次性加料过多所造成的部分珠粒欠预发的不良现象，以保证发泡的效率，而将预发泡温度控制在80~100℃，时间控制在20~30s，蒸汽压力控制在0.20~0.25mpa，可减少可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒过度预发以及发泡剂损失过多的现象，以保证后续发泡成型的质量。

熟化时，将预发泡后的可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒在熟化仓中进行熟化，且熟化时的温度控制在15-20℃，时间控制在2-3h；以控制空气合理地渗入以及发泡剂扩散的速度，减少因温度过高导致发泡剂的损失。

步骤s2，造芯，将与铸件的尺寸形状相同的模型相互粘结并组合成对应的模型结构，之后在模型结构外涂覆耐火耐高温的涂料并进行充分干燥；本实施例中涂料分两次涂覆，且在涂覆之前先对涂料的湿度进行检测并记录，再涂覆第一层涂料，且涂覆后待涂料的湿度在自然状态下降到涂覆之前记录的一半时，涂覆第二层涂料，之后进行烘干。

通过时间计算涂料湿度变化一半的方式更加准确，在第二层涂料涂覆后经过相同的时间后，则第一层涂料已接近于干燥，因此在第一层涂料涂覆后，计算第一层涂料的湿度降到涂覆之前一半时的时间，并在第二层涂料涂覆后，经过与计算的相同时间后，再经过5-10min进行烘干处理。

步骤s3，振实覆盖，将烘干后的模型结构埋在砂箱中，并将砂箱中的型砂进行振实，之后盖上塑料薄膜，而在放入模型结构之前，需要先在砂箱的底部铺设一层底砂，进行振实后，再将模型结构放入砂箱并进行填砂。

步骤s4，一次抽真空，将砂箱内的砂粒之间的空气抽走，使得砂箱内部处于负压的状态，在此压差的作用下，砂箱内松散流动的干砂粒可变成紧实坚硬的铸型，具有足够高的抵抗液态金属作用的压缩强度、剪切强度，维持铸型浇铸过程不崩散。

步骤s5，浇铸，熔炼铸件原料，并将熔融的铸件原料通入砂箱内进行浇铸成型；在进行浇铸的过程中，先进行细流慢浇的方式，使得铸件模型逐渐融化并使得产生的气体顺利排出，之后在加快浇铸速度使得靠近砂箱底部的逐渐模型快速融化，最后再减慢速度至与刚开始浇铸的速度相同，直至熔融的铸件原料到达砂箱的浇口。

步骤s6，二次抽真空，揭开塑料薄膜，对砂箱内继续抽气若干分钟，使得大量的冷空气可进入到砂箱内，直至铸件表面硬化并使得铸件的表面温度骤降，以达到铸件充分冷却的目的。

步骤s7，铸件取出，先将砂箱通气，使得砂箱内气压平衡后，将铸件从砂箱内取出,且在对砂箱内进行通气时，通入的气体的温度低于常温。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。