消失模白模的生產研究

摘 要:我國消失模鑄造從十幾年前出現熱潮以來，有了很大進步，但目前從總體上來說還處于技術革新階段。鑄造白模的質量不僅影響鑄件的表面質量，而且對鑄件內在質量也有著重要影響。本文從模樣的材料、預發泡、成型及熟化處理等方面對國內白模生產進行了研究，并與國際上消失模生產作了對比，指出我國在消失模生產中白模生產需要注意的問題。

關鍵詞:消失模鑄造 模樣 生產

中圖分類號:TG249文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0125-01

Abstract:EPC technology is still in the stage of technological innovation overall in China even great progress has been made after many years of developing.Foam pattern has influence both on the quality of the casting surface and of intrinsic casting. The production of domestic casting pattern is discussed from the appearance of the material， pre-expansion， molding and curing treatment and it is compared with other countries in this thesis， and then some problems are pointed out in order to improve the EPC technology in our country.

Key Words:EPCFoam Pattern production

消失模模樣，也稱白模，必須符合以下要求:表面必須光滑，不得有明顯的凸起和凹陷;珠粒間融合良好，尺寸和形狀符合模樣圖要求;白模內不得有夾雜物，密度不得超過允許的上限;尺寸必須穩定;白模應具有一定的強度和剛度[1]。消失模白模的制造過程決定了其性能，它取決于采用的粒料( EPS、STMMA、EPMMA)、相應的發泡、成型設備(包括模具)及發泡成型操作工藝[2]。

1 模樣的材料

白模是用泡沫塑料制成的，它是以合成樹脂為母材制成的內部具有無數微小孔結構的塑料，它的特點是:質地輕、泡孔互不連通，又隔熱隔水作用。

白模材料的種類:

模樣材料目前有可發泡聚苯乙烯(EPS)、聚甲基丙烯酸甲酯(EPMMA)和共聚料(STMMA)三種。

EPS是從原油提取的苯和從天然氣中得到的乙烯在氯化鋁的催化作用下發生烴化反應合成乙苯，再經脫氫處理得到苯乙烯。苯乙烯單體在引發劑過氧苯甲酰和分散劑聚乙烯醇的參與下，在水溶液中懸浮聚合就得到透明的聚苯乙烯珠粒。

由于EPS分子中含碳量高，熱解后產生的炭渣多，對鑄件質量有不良影響。因此，美國的DOW公司在1986年開發成功可發泡聚甲基丙烯酸甲酯(EPMMA)，生產效果明顯。

由于EPMMA的發氣量和發氣速度都比較大，澆注時容易產生反噴，后來日本人對此又作了改進，合成了STMMA(ST—— 苯乙烯，MMA—— 甲基丙烯酸甲酯)，同時解決了碳缺陷和發氣量大引起的反噴問題[1]。

2 模樣制造工藝

表面光潔、質量優良的泡沫模樣，可發泡珠粒在發泡成型前必須經過預發泡和熟化處理。

2.1 預發泡

發泡劑在低于玻璃化溫度時會慢慢逃逸，只有當溫度上升到高于珠粒的玻璃化轉變溫度時，珠粒處于高彈態可以發生軟化變形時，發泡劑由于溫度的升高，迅速氣化膨脹，使珠粒體積迅速長大，變成一種閉孔、有共用珠壁的蜂窩狀結構，密度大幅度降低。

2.2 熟化處理

經過預發泡的珠粒，由于驟冷造成泡孔中發泡劑和滲入蒸汽的冷凝使泡孔內形成真空，如果立即送去發泡成型，珠粒壓扁以后就不會再復原，白模質量很差，必須儲存一個時期，讓空氣滲入泡孔中，是殘余的發泡劑重新擴散，均勻分布，這樣就可以消除泡孔內的部分真空保持泡孔內外壓力的平衡，使珠粒富有彈性，增加白模成型時的膨脹能力和白模成型后的抵抗外壓變形、收縮的能力，這個過程叫做熟化處理。

2.3 發泡成型及設備

發泡成型的目的是將一次預發的松散珠粒填入一定形狀和尺寸的模具中，再次加熱進行二次發泡，形成與模具形狀和尺寸一致的整體模樣。

目前，發泡成型設備分為兩類:一類是成型機;另一類是將手工拆卸的模具放入蒸汽室成型，稱為蒸缸成型。一般而言，對大批量、大中型泡沫模樣，多采用成型機成型;中小批量、小型模樣，常常采用蒸缸成型。

我國很多廠家對于單件、小批量生產， 往往采用電熱切割絲，手工切割成型，即上文提到的機械加工成型。這種方法，加工效率低、精度及表面光潔度差，只能完成簡單二維切割任務。

近幾年來將具有全新的加工理念的快速成形技術引入EPS鑄造白模成形加工中， 開發了一種EPS模樣三維快速成形技術[3]。

2.4 模樣的分片和粘結

我國生產的鑄件出現的表面增碳缺陷，其原因之一就是鑄件的模樣組合粘接面多。另外用膠量大，增大了鑄鋼件的滲碳機率。相比之下，日本模片組合用膠帶紙十分講究(相比而言，我國比較隨便)，是專業廠家提供，薄而有韌性，澆注后鑄件表面幾乎看不到有接合的痕跡。

3 結語

國外的消失模鑄件表面光潔度好，泡沫塑料模樣十分光潔、漂亮，這是因為國外的消失模鑄造行業早已實現了專業化、標準化和商品化。目前國內各消失模鑄造行業企業之間存有一種封閉保守的不良現象，應該打破這種陋習，相互間應該取長補短共同提高，進而提高消失模鑄造整體技術水平。

參考文獻

[1]黃天佑，黃乃瑜，呂志剛.消失模鑄造技術[M].北京:機械工業出版社，2004.4:3-9.

[2]厲三于，唐鎖云2，章舟.消失模模樣發泡成型設備[J].鑄造技術，2006;05:535-536.

[3]梁光澤，黃卉，范紹鈞.對日本消失模鑄造現狀的考察[J].特種鑄造及有色合金，2006;26(4):255-256.