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一种消失模 铸造方法

阅读：140发布：2020-05-16

专利汇可以提供一种消失模铸造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种消失模铸造方法包括：1、采用泡沫为原料，成型与铸件形状相同的泡沫模，并在泡沫模上留有浇注口；2、在泡沫模上涂覆耐高温的透气性材料，在45℃以下的环境中烘烤 4~7小时；3、在泡沫模上铺设原砂，以先四周后中间的形式进行三维震实填砂，使沙中的气体排出；4、在负压的作用下，从浇注口向内浇铸；5、落砂清理得到铸件。由于采用了泡沫模作为铸型，所以一方面解决了金属型铸模铸型难加工的问题，另一方面解决了砂铸模铸型不易成型的问题。由于泡沫模本身易于加工塑性，可同时批量生产，所以铸型的加工效率较高。并且泡沫模的成型处理过程所用原材料以及设备成本较低，所以相对的整个铸造工艺也就能够有效的降低生产成本。，下面是一种消失模铸造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种消失模铸造方法，具体步骤包括：
步骤1、参照待铸造的铸件形状，采用泡沫为原料，成型泡沫模，并在泡沫模上留有浇注口；
步骤2、在成型的泡沫模上涂覆耐高温的透气性材料，在45℃以下的环境中烘烤4~7小时；
步骤3、在步骤2中烘烤好的泡沫模上铺设原砂，以先四周后中间的形式进行填砂，同时三维震实，使沙中的气体排出；
步骤4、在负压的作用下，从浇注口向泡沫模内浇铸成型；
步骤5、落砂清理得到铸件。
2.如权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤1中的泡沫模通过以下几个步骤获得，具体为：
步骤1-1、预发泡：采用EPS为原料加入发泡剂进行蒸汽预发泡，得到EPS珠粒；
步骤1-2、珠粒熟化处理：将所得EPS珠粒进行干燥处理后，堆积熟化时间为10-70h，使EPS珠粒内外压力平衡;
步骤1-3、发泡成型：将步骤1-2中的EPS珠粒放入模具中，加热进行二次发泡，获得泡沫模；
步骤1-4、泡沫模熟化处理：将泡沫模放置在55~65℃的环境下，烘干5~6h。
3.如权利要求2所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤1-2中的珠粒熟化处
3
理，EPS珠粒堆积密度为15kg/m，熟化时间为50-70h。
4.如权利要求2所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤1-2中的珠粒熟化处
3
理，EPS珠粒堆积密度为20kg/m，熟化时间为25-50h。
5.如权利要求2所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤1-2中的珠粒熟化处
3
理，EPS珠粒堆积密度为25kg/m，熟化时间为10-20h。
6.如权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤1中的泡沫模可先制成分片的泡沫模，再通过粘合的方式组合成与铸件相同形状的泡沫模。
7.如权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤2中的耐高温的透气性材料包括耐火材料、粘结剂以及悬浮剂。
8.如权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤3中原砂的粒度为
15-18目。
9.如权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤3中在填砂后，泡沫模的吃砂量为底面170-190mm，侧面85-95mm。
10.如权利要求1所述的消失模铸造方法，其特征在于：所述步骤3中的原砂为呋喃树脂砂。

说明书全文

一种消失模 铸造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铸造技术领域，具体为一种消失模铸造方法。

背景技术

[0002] 现有常用的铸造法有金属型铸造和砂型铸造。其中，金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的一种铸造工艺。虽然金属型的铸型模具能反复多次使用，使得金属型铸造工艺的生产效率很高。但是，由于金属型铸造所采用铸模原料为耐热合金钢，价格昂贵。而针对该原料进行中空型腔的加工过程复杂，所投入的设计成本较多，所以金属型铸造的生产成本较高。又因为金属型铸造的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以不适用铸造大尺寸的铸件。此外，金属型铸造的模具虽然采用耐热合金钢为铸模材料，但耐热能力仍有限，相比较砂型铸造耐热能力差，一般多用于铝合金、锌合金、镁合金的铸造，在铜合金铸造中已较少应用，而用于黑色金属铸造就更少了。

[0003] 砂型铸造是一种以砂作为铸型模具的传统铸造工艺。相对金属型铸造适应性很强，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用该种铸造方法。同时，生产成本较金属型铸造低，耐火度较金属型铸造更高，适用于如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料。但是砂型铸造的不足之处在于，由于每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低。又因为作为铸型材料的砂，整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。

[0004] 由上述可知，金属型铸造的铸型材料为合金钢，所以需要配套型腔加工设备，对应的铸型工艺相对复杂，成本高；而砂型铸造虽然成本低，由于采用松散不易定型的砂粒作为铸型材料，所以铸型的成型效率低。故现有铸造方法无法同时具备高效铸型和低成本两个效果。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明提供一种消失模铸造方法，可提高铸型效率，同时降低铸型成本。

[0006] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种消失模铸造方法，具体步骤包括：

[0007] 步骤1、参照待铸造的铸件形状，采用泡沫为原料，成型泡沫模，并在泡沫模上留有浇注口；

[0008] 步骤2、在成型的泡沫模上涂覆耐高温的透气性材料，在45℃以下的环境中烘烤4～7小时；

[0009] 步骤3、在步骤2中烘烤好的泡沫模上铺设原砂，以先四周后中间的形式进行填砂，同时三维震实，使沙中的气体排出；

[0010] 步骤4、在负压的作用下，从浇注口向泡沫模内浇铸成型；

[0011] 步骤5、落砂清理得到铸件。

[0012] 进一步，所述步骤1中的泡沫模通过以下几个步骤获得，具体为：

[0013] 步骤1-1、预发泡：采用EPS为原料加入发泡剂进行蒸气预发泡，得到EPS珠粒；

[0014] 步骤1-2、珠粒熟化处理：将所得EPS珠粒进行干燥处理后，堆积熟化时间为10-70h，使EPS珠粒内外压力平衡;

[0015] 步骤1-3、发泡成型：将步骤1-2中的EPS珠粒放入模具中，加热进行二次发泡，获得泡沫模；

[0016] 步骤1-4、泡沫模熟化处理：将泡沫模放置在55~65℃的环境下，烘干5~6h。

[0017] 进一步，所述步骤1-2中的珠粒熟化处理，EPS珠粒堆积密度为15kg/m3，熟化时间为50-70h。

[0018] 进一步，所述步骤1-2中的珠粒熟化处理，EPS珠粒堆积密度为20kg/m3，熟化时间为25-50h。

[0019] 进一步，所述步骤1-2中的珠粒熟化处理，EPS珠粒堆积密度为25kg/m3，熟化时间为10-20h。

[0020] 进一步，所述步骤1中的泡沫模可先制成分片的泡沫模，再通过粘合的方式组合成与铸件相同形状的泡沫模。

[0021] 进一步，所述步骤2中的耐高温的透气性材料包括耐火材料、粘结剂以及悬浮剂。

[0022] 进一步，所述步骤3中原砂的粒度为15-18目。

[0023] 进一步，所述步骤3中在填砂后，泡沫模的吃砂量为底面170-190mm，侧面85-95mm。

[0024] 进一步，所述步骤3中的原砂为呋喃树脂砂。

[0025] 与现有技术相比，本发明采用了泡沫模作为铸型，一方面解决了金属型铸模铸型难加工的问题，另一方面解决了砂铸铸型不易成型的问题。由于泡沫模本身易于加工塑性，可同时批量生产，所以铸型的加工效率较高。并且泡沫模的成型处理过程所用原材料以及设备成本较低，所以相对的整个铸造工艺也就能够有效的降低生产成本。附图说明

[0026] 图1是本发明的工艺流程图；

[0027] 图2是本发明中泡沫模成型的工艺流程图。

具体实施方式

[0028] 本发明的核心思路是将铸造用的铸型材料选用以泡沫为原料制成的泡沫模，将泡沫模的周围铺设耐高温的原砂，再通过向泡沫模内浇灌，待泡沫模逐步消失后，便可得到预定的铸件。

[0029] EPS为聚苯乙烯泡沫（Expanded Polystyrene）是一种轻型高分子聚合物。

[0030] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0031] 参见图1，一种消失模铸造方法，具体步骤包括：

[0032] 步骤1、参照待铸造的铸件形状，采用泡沫为原料，成型泡沫模，并在泡沫模上留有浇注口；

[0033] 步骤2、在成型的泡沫模上涂覆耐高温的透气性材料，在45℃以下的环境中烘烤4～7小时；

[0034] 步骤3、在步骤2中烘烤好的泡沫模上铺设原砂，以先四周后中间的形式进行填砂，同时三维震实，使沙中的气体排出；

[0035] 步骤4、在负压的作用下，从浇注口向泡沫模内浇铸成型；

[0036] 步骤5、落砂清理得到铸件。

[0037] 参见图2，在本发明的步骤1中，泡沫模通过以下几个步骤获得，具体为：

[0038] 步骤1-1、预发泡：采用EPS为原料加入发泡剂进行蒸气预发泡，得到EPS珠粒；

[0039] 步骤1-2、珠粒熟化处理：将所得EPS珠粒进行干燥处理后，堆积熟化时间为10-70h，使EPS珠粒内外压力平衡;

[0040] 步骤1-3、发泡成型：将步骤1-2中的EPS珠粒放入模具中，加热进行二次发泡，获得泡沫模；

[0041] 步骤1-4、泡沫模熟化处理：将泡沫模放置在55~65℃的环境下，烘干5~6h。

[0042] 在上述步骤1-2中所说的珠粒熟化处理是指，经过步骤1-1中预发泡获得的EPS珠粒，由于骤冷造成珠粒中发泡剂和渗入蒸汽的冷凝，时珠粒内形成真空。如果立即送去成型，珠粒一旦被压扁便不会再复原，最终得到的泡沫模质量很差。为了避免这一现象的出现，应当将珠粒堆积存储一段时间，让空气渗入珠粒中，使残余的发泡剂重新扩散，均匀分布，保持珠粒内外压力平衡，进而使珠粒富有弹性增加泡沫模成型时的膨胀能力和泡沫模成型后抵抗外力变形、收缩的能力。

[0043] 由于珠粒的熟化处理直接影响到最终成型的泡沫模，所以对应的熟化时间应当满足以下条件：

[0044] EPS珠粒堆积密度为15kg/m3时，熟化时间为50-70h。

[0045] EPS珠粒堆积密度为20kg/m3时，熟化时间为25-50h。

[0046] EPS珠粒堆积密度为25kg/m3时，熟化时间为10-20h。

[0047] 在上述步骤1-3中的模具是指与待铸造的铸件相同的模具，也可以是待铸造的铸件分解后的模具。前者经过发泡成型的二次发泡，泡沫模可直接获得与待铸造的铸件相同的形状；后者则是由于待铸造的铸件形状复杂不便于泡沫模的一次成型。针对后边所述模具的情况，泡沫模成型可先将制成分片的泡沫模，再通过粘合的方式组合成与铸件形状相同的泡沫模。

[0048] 在上述步骤1-4泡沫模熟化处理中，泡沫模从模具中取出时含有水分，由于水分的蒸发和泡沫模后期的应力松弛，很容易引起泡沫模尺寸的变化。为了使泡沫模能够及时定型，所以采用泡沫模熟化处理，即将泡沫模放置在55~65℃的环境下，烘干5～6h。

[0049] 在本发明的步骤2中耐高温的透气性材料包括耐火材料、粘结剂以及悬浮剂。其中：耐火材料决定了涂料的耐火度化学稳定性和绝热性能；粘结剂,决定了涂料的强度和透气性；悬浮剂则是防止涂料中的固体耐火物质沉淀。之所以需要涂覆耐高温的透气性材料，其目的在于浇铸时涂层能够将液态金属与原砂之间进行隔离，以及能够让泡沫分解的产物顺利排出，以此得到表面光滑、毛刺少的高质量铸件。

[0050] 在本发明的步骤3中，为了能够使原砂轻易的填充在泡沫模的四周，故原砂的粒度选为15-18目。为了从铸造过程中保证铸件的质量，所以泡沫模的吃砂量为底面170-190mm，侧面85-95mm。原砂可以选用二氧化硅，也可选用呋喃树脂砂。

[0051] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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