CN105014012A - 一种消失模的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种消失模的制备工艺，步骤6）和步骤7）中都是在抽真空的作用下进行作业，步骤7）中抽真空一定时间后停止抽真空，内部热量通过热传导向外扩散，即可以对铸件进行一次失效处理，可以消除铸件内的残余应力，增强铸件的机械性能；而且利用本发明制备工艺可以提高生产效率35%以上，铸件合格率达到98.7%，产品质量符合相关国家标准，相比现有技术，提升效果显著，而且经检验可以发现，铸件质量极大提升。
Description
技术领域
本发明属于金属铸造技术领域，尤其涉及一种消失模的制备工艺。
背景技术
消失模铸造被誉为“21世纪铸造新技术”和“绿色铸造技术”，在铸铁领域广泛应用和推广，铸件质量得以大幅提高，使得客户对铸钢件质量的期冀不断增强，促使铸钢企业尤其是中小型企业在消失模铸造技术方面投入越来越多。
消失模铸造技术是将铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇，刷图耐火涂层并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在一定条件下浇注液体金属，使模型气化并占据模型位置，凝固冷却后形成所需铸件的方法。
与传统的铸造技术相比，由于采用极易气化的泡沫塑料制作模型，无需取模与制作模芯、无分型面，因而无飞边毛刺，该工艺过程完全摒弃了传统工艺工序复杂、工作过程污染物排放量大、工人劳动强度高的不利因素，实现的是一种工序简单，效率高，近无公害的清洁生产。生产线简单实用，投资少、尤其适合老厂房的技术改造，基础建设主要落在落砂及砂处理工部，因此施工面积和施工量均较少。即可采用工作制，又可采用阶段工作制，生产线操作简单，管理容易。
如申请号为：201410700342.4所提供的一种消失模铸造工艺，这种工艺主要是为了能适应多品种、小批量、多种合金及牌号的消失模铸造，这种工艺生产效率高，而且安全环保，其制得的成品铸件质量 即耐性性能有待提升。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种消失模的制备工艺。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种消失模的制备工艺，包括以下步骤：
1） 在成形机中生产泡沫模样或浇注系统 ；
2） 将模样和浇道粘接成模束模组 ；
3） 使用涂料机对模束模组进行浸挂水基涂料 ；
4） 烘干涂料，在烘干室用排风进行干燥 ；
5） 将模束模组放入砂箱，填入干砂 ；
6） 在负压作用下浇铸成形；
7） 在浇铸完毕后，在与步骤6）的相同的负压下继续抽真空数分钟至铸件表面硬化后，充分冷却；
8） 铸件冷却后，取出进行落砂和切除铸件浇冒口清理；
其中：
步骤1）中所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/13，密度为28kg/m3。
步骤1）中泡沫模样采用以下工艺：
① 使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发 ；
② 经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为59小时；
③ 将步骤②熟化后的原料珠粒放置在70℃的环境中，烘干1.4h；
④ 使用金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统。
在步骤1）中，所述泡沫模样原料为 EPS、EPMMA 或 STMMA 塑料薄膜。
步骤7）中，抽真空时间为6分钟。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明提供了一种消失模的制备工艺，步骤6）和步骤7）中都是在抽真空的作用下进行作业，步骤7）中抽真空一定时间后停止抽真空，内部热量通过热传导向外扩散，即可以对铸件进行一次失效处理，可以消除铸件内的残余应力，增强铸件的机械性能；而且利用本发明制备工艺可以提高生产效率35%以上，铸件合格率达到98.7%，产品质量符合相关国家标准，相比现有技术，提升效果显著，而且经检验可以发现，铸件质量极大提升。
具体实施方式
实施例1
一种消失模的制备工艺，包括以下步骤：
1） 在成形机中生产泡沫模样或浇注系统 ；
2） 将模样和浇道粘接成模束模组 ；
3） 使用涂料机对模束模组进行浸挂水基涂料 ；
4） 烘干涂料，在烘干室用排风进行干燥 ；
5） 将模束模组放入砂箱，填入干砂 ；
6） 在负压作用下浇铸成形；
7） 在浇铸完毕后，在与步骤6）的相同的负压下继续抽真空数分钟至铸件表面硬化后，充分冷却；
8） 铸件冷却后，取出进行落砂和切除铸件浇冒口清理；
其中：
步骤1）中所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/13，密度为28kg/m3。
步骤1）中泡沫模样采用以下工艺：
① 使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发 ；
② 经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为59小时；
③ 将步骤②熟化后的原料珠粒放置在70℃的环境中，烘干1.4h；
④ 使用金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统。
在步骤1）中，所述泡沫模样原料为 EPS、EPMMA 或 STMMA 塑料薄膜。
步骤7）中，抽真空时间为6分钟。
实施例2
如实施例1所述的一种消失模的制备工艺，其中：
所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/14，密度为26kg/m3。
泡沫模样采用以下工艺：
① 使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发 ；
② 经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为55小时；
③ 将步骤②熟化后的原料珠粒放置在73℃的环境中，烘干1.7h；
④ 使用金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统。
步骤7）中，抽真空时间为7分钟。
实施例3
如实施例1所述的一种消失模的制备工艺，其中：
所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/13，密度为24kg/m3。
泡沫模样采用以下工艺：
① 使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发 ；
② 经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为68小时；
③ 将步骤②熟化后的原料珠粒放置在73℃的环境中，烘干2h；
④ 使用金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统。
步骤7）中，抽真空时间为5分钟。
实施例4
如实施例1所述的一种消失模的制备工艺，其中：
所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/12，密度为30kg/m3。
泡沫模样采用以下工艺：
① 使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发 ；
② 经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为55小时；
③ 将步骤②熟化后的原料珠粒放置在75℃的环境中，烘干1h；
④ 使用金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统。
步骤7）中，抽真空时间为8分钟。
本发明与传统工艺的区别：
本发明所提供的一种的消失模的制备工艺，即：首先粒径为≤铸件的最小壁厚的1/12~1/14，密度为24~30kg/m3的原料珠粒使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发，然后将经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为50~68小时，再熟化后的原料珠粒放置在68~75℃的环境中，烘干1~2h，即可通过金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统；然后通过将模样和浇道粘接成模束模组，再使用涂料机对模束模组进行浸挂水基涂料，而后在烘干室用排风进行干燥，将干燥后的模束模组放入砂箱，填入干砂，在负压作用下浇铸成形，在浇铸完毕后，再在负压真空状态下使铸件表面硬化后，并充分冷却，最后取出进行落砂和切除铸件浇冒口清理，形成成品铸件，不仅可以提高生产效率35%以上，铸件合格率达到98.7%，铸件外观轮廓清洗，圆角尺寸正确，且过渡平滑美观，表面夹杂物达到1级，而且经检验可以发现，铸件质量极大提升。
产品性能试验：
试验一：对于成品铸件耐热性能进行测定。
试验材料：经本发明的技术方案所制得的铸件、申请号为201410700342.4的所制得的铸件及传统消失模工艺所制得的铸件。
试验方法：本发明执行国家标准GB/T 26658-2011，按照GB/T9437-88规定对样品进行测试。
样品包括：选取经本发明同一炉次所制得的4件产品，选取经申请号为201410700342.4同一炉次所制得的4件产品，选取经传统工艺同一炉次所制得的4件产品。
以上，共计12种样品，试验结果取平均值，试验结果如下所示。
以牌号RTCr为例，标准要求：
其最小抗拉强度σb应≥200N/mm2，且在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度＜0.5g/㎡·h，生长率＜0.2%。
试验结果：
1、经本发明的技术方案所制得的铸件：
经试验，其最小抗拉强度σb≥400N/mm2，在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度＜0.05g/㎡·h，生长率＜0.04%。
2、经申请号为201410700342.4的所制得的铸件：
经试验，其最小抗拉强度σb≥250N/mm2，在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度＜0.15g/㎡·h，生长率＜0.1%。
3、经传统消失模工艺所制得的铸件：
经试验，其最小抗拉强度σb≥220N/mm2，在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度＜0.32g/㎡·h，生长率＜0.18%。
试验结论：
通过试验一试验结果可以看出，经本发明的制备工艺 即首先粒径为≤铸件的最小壁厚的1/12~1/14，密度为24~30kg/m3的原料珠粒使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发，然后将经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为50~68小时，再熟化后的原料珠粒放置在68~75℃的环境中，烘干1~2h，即可通过金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统；然后通过将模样和浇道粘接成模束模组，再使用涂料机对模束模组进行浸挂水基涂料，而后在烘干室用排风进行干燥，将干燥后的模束模组放入砂箱，填入干砂，在负压作用下浇铸成形，在浇铸完毕后，再在负压真空状态下使铸件表面硬化后，并充分冷却，最后取出进行落砂和切除铸件浇冒口清理，所制得的成品铸件，其耐热性能相比现有技术提升显著。
试验二：对于成品铸件化学性能进行测定。
试验材料：经本发明上述四个实施例的技术方案所制得的铝合金铸件、申请号为201410700342.4的所制得的铝合金铸件。
试验方法：本发明执行国家标准GB/T 26658-2011，按照GB/T1173-1995规定对样品进行测试。
样品包括：选取经本发明每个实施例同一炉次所制得的4件产品，选取经申请号为201410700342.4同一炉次所制得的4件产品。
以上，共计20种样品，试验结果取平均值，试验结果选取杂质含量表示，如下所示。
以牌号ZAlSiMg为例，标准要求：
试验结果：
1、经本发明实施例1的技术方案所制得的铝合金铸件：
2、经本发明实施例2的技术方案所制得的铝合金铸件：
3、经本发明实施例3的技术方案所制得的铝合金铸件：
4、经本发明实施例4的技术方案所制得的铝合金铸件：
5、经申请号为201410700342.4所提供工艺所制得的铝合金铸件：
试验结论：
通过试验二试验结果可以看出，经本发明的制备工艺 即首先粒径为≤铸件的最小壁厚的1/12~1/14，密度为24~30kg/m3的原料珠粒使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发，然后将经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为50~68小时，再熟化后的原料珠粒放置在68~75℃的环境中，烘干1~2h，即可通过金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统；然后通过将模样和浇道粘接成模束模组，再使用涂料机对模束模组进行浸挂水基涂料，而后在烘干室用排风进行干燥，将干燥后的模束模组放入砂箱，填入干砂，在负压作用下浇铸成形，在浇铸完毕后，再在负压真空状态下使铸件表面硬化后，并充分冷却，最后取出进行落砂和切除铸件浇冒口清理，所制得的成品铸件，其内的杂质含量符合国家标准，且相比现有技术，效果提升明显，其中以实施例1所记载的工艺制得的铸件质量最佳。
Claims (6)
1.一种消失模的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1） 在成形机中生产泡沫模样或浇注系统 ；
2） 将模样和浇道粘接成模束模组 ；
3） 使用涂料机对模束模组进行浸挂水基涂料 ；
4） 烘干涂料，在烘干室用排风进行干燥 ；
5） 将模束模组放入砂箱，填入干砂 ；
6） 在负压作用下浇铸成形；
7） 在浇铸完毕后，在与步骤6）的相同的负压下继续抽真空5-8分钟至铸件表面硬化后，充分冷却；
8） 铸件冷却后，取出进行落砂和切除铸件浇冒口清理；
其中，步骤1）中所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/12~1/14，密度为24~30kg/m3。
2. 如权利要求1所述的一种消失模的制备工艺，其特征在于：步骤1）中泡沫模样采用以下制备工艺：
① 使用空气压缩机将蒸汽预发泡，将原料预发 ；
② 经预发泡的珠粒放置在干燥、通风的料仓进行熟化，熟化时间为50~68小时；
③ 将步骤②熟化后的原料珠粒放置在68~75℃的环境中，烘干1~2h；
④ 使用金属发泡模具生产泡沫模样或浇注系统。
3. 如权利要求2所述的一种消失模的制备工艺，其特征在于：步骤②中，熟化时间为59小时。
4. 如权利要求2所述的一种消失模的制备工艺，其特征在于：步骤③中，将熟化后的原料珠粒放置在70℃的环境中，烘干1.4h。
5. 如权利要求1所述的一种消失模的制备工艺，其特征在于：所述泡沫模样选用的原料珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/13，密度为28kg/m3。
6. 如权利要求1所述的一种消失模的制备工艺，其特征在于：在步骤1）中，所述泡沫模样原料为 EPS、EPMMA 或 STMMA 塑料薄膜。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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