分析消失模鑄造與砂型鑄造的工藝研究及成效對比

車建明

摘 要：隨著我國制造業的蓬勃發展，制造業的技術也在不斷的提升，制造行業是“工業之母”。鑄造器具關乎產品的性能、質量、穩定性、耐用性。所以說鑄造發揮著至關重要的作用。本文詳盡闡述了消失鑄造、砂型鑄造的工藝特點及成效對比。

關鍵詞：消失模鑄造；砂型鑄造；工藝研究；成效

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.019

0 引言

消失模鑄造與砂型型鑄造工藝是當今鑄造業的兩大工藝其有缺點也有優點，在當今制造技術迅猛發展下，我們需要對這兩大工藝加以改良、改進、揚長避短，為鑄造業發揮出各自的貢獻。

1 消失模鑄造工藝、成效及遠景

（1）什么叫消失模鑄造工藝：消失模鑄造工藝被稱之為實型鑄造、汽化模制造，由美國史洛爾發明并于1958年取得專利，期初該工藝用于工藝美術鑄件的生產，50年代末西德最先將消失模鑄造工藝用于工業鑄件的生產。從此以后，世界各國鑄造行業都競相研究，研發出了無粘結劑的干砂法，使該工藝進入了以物理造型為特征的新實型鑄造時期。其特點是采用無粘結劑的干砂造型，高頻低幅振動緊實，成型后無需取出模樣。澆注時泡沫塑料在金屬的作用下氣化分解。泡沫塑料分解后的空間位置被金屬液體所取代，金屬凝固后就是所要的鑄件。

（2）消失模鑄造工藝成效特點：首先泡沫塑料在制作的過程中無需整體完成，可分塊制作再粘接成所需的的形狀，造型時不需起模，能生產出傳統鋳造法無法生產的復雜鑄件，當然鑄件尺寸精度和表面光潔度與泡沫塑料件的制造精度是成正比的，已經達到了趨于穩定的熔模鑄造的鑄件，大量減少了毛坯的機械加工量。其次是優化簡化了工藝，造型時已不用砂芯不用分型，不需起模與合箱，砂處理不需混砂，落砂簡單方便，還可以有效消除水、粘結物和附加物所造成的鑄造缺陷。再次就是易于實現自動化、機械化生產。且舊砂的回收率可達到90%以上，能耗成本節約率在15%左右，鑄件成本降低30%左右。得利于生產工序的大規模的簡化，設備的簡化，人工物料成本的降低，可以有效的為企業節省大筆資金。

（3）消失模鑄造工藝的研究方向：首先是消失模模型材料及制模技術的研究，消失模鑄造是使熔化的液態金屬取代塑料模型而實現鑄件的生產工藝，因此，模樣材料及成型質量直接影響鑄件產品的質量。所以鑄造用模型的材質要求是發氣量要少，密度小，其強度能得以抵抗型砂壓力還有外力引起的變形。目前消失模鑄造所采用的的EPS材料其缺點是用于鑄鋼、鑄鐵類鑄件生產就容易出現表面皺皮，表面增碳等缺陷，且EPS模由于密度低在生產過程中容易造成損壞。國外的EPMMA可以有效解決鑄鋼件的增碳，但價格昂貴。我國這方面研究欠缺，都是從國外進口EPS粒子，國內沒有生產EPS的廠家。這就需要我國相關領域的工作者及相關行業的研究機構研發出高質量的模樣材料，以便于更好的提高模樣的制作質量。

其次是要研究新型的的鑄造用材料：因與傳統工藝不同，消失模鑄造是將涂料涂于模樣待其干燥好方可埋入砂中進行澆注，所以說對涂料的要求是保證較高的強度和良好的透氣性，以便使氣體快速的溢出，此外涂料還起到控制金屬液的流動速度，保持了金屬液與汽化膜之間合適的壓力，因此對涂料的要求超過傳統的空腔鑄造所需涂料，要研制高品質的涂料，還有很多工作要做，再次就是消失模在干砂研究：消失模鑄造工藝給造型工藝帶來了一場徹底的變革。加大了其應用范圍，并為自動化、機械化大量生產帶來了便利，在干砂震動方面，日本和美國走在了世界的前列。我國在這方面還有所欠缺，還需要加大研究力度。

2 砂型鑄造工藝及成效

（1）砂型鑄造工藝：是有造型、造芯、烘干、合型、澆注、落砂、清理等工序組成的鑄造體系。砂型鑄造工藝所鑄造產品的區別是砂型鑄造是名副其實，用這些產品模型和其它工藝裝備制成“砂型”再將熔化的液態金屬充填到砂型中，待其冷卻就得到所需的鑄件；砂型鑄造不受數量多少的限制，適用于各種不同鑄件的鑄造，工序較多，因此砂型鑄造更為復雜。

（2）砂型鑄造工藝成效特點：其優點是砂型鑄造工藝所造出的砂型模具與其它模具比工作溫度不超過300℃，工作壓力不超過1.5Mpa，其模具材料選用范圍廣，使用壽命長，模具使用費用成本低。其缺點有三方面；首先是尺寸精度不穩定的問題，因為鑄件是依模而作。模的尺寸無一例外會受鑄件影響。特別是一些復雜鑄件，由于采用多個模具制造，其累計的誤差已嚴重影響鑄件尺寸，由此可見砂型鑄造，要想追求零誤差，那是不現實。

其次鑄件表面粗糙，砂型模具無可避免的有一些粗糙的地方，所以想得到外表光亮潔凈的鑄件很難。再次就是鑄件有缺陷，大部分的鑄件缺陷來自于鑄模質量不佳所造成的，如鑄模表面彎曲不平或傾斜。會導致模型不好，破損的模型表面會造成產品有缺陷；在安裝的過程中安裝偏差會導致擠箱、砂眼；澆注系統不規范或隨意安裝導致金屬液流動偏離工藝要求，進而造成縮陷、產生氣孔。這些因素導致了砂型鑄造工藝產品的所鑄造的產品不穩定。

（3）砂型鑄造工藝的前景：隨著社會經濟的發展，鑄造行業不斷的進步，砂型鑄造工藝的高緊實造型法（包括高壓造型、射壓造型、氣沖造型）會得以廣泛應用。其特點是在運箱、合箱、澆注的過程中，損壞少，變形少，其生產出的鑄件尺寸精度高，表面質量大幅提高，且廢品少。在高壓造型法問世以來砂型的大幅回彈引起了一些學者和鑄造科研人員的關注，一些鑄造工作者對此指出：回彈會隨著壓實比壓增加而增大，大的回彈會引起鑄型型腔的變化，影響鑄件尺寸精度。但是國內外對砂型的回彈問題都處于靜態測量，缺乏有力的依據我們還需對其不斷的加深探討，現今高緊實度砂型好，但是高緊實砂型又制約工藝鑄件提高的更上一層樓。與國外相比我國的鑄造業水平還有很大差距，很多不足。這需要我們轉換思維、轉換機制，不斷摸索，不斷學習來壯大祖國的鑄造行業。

參考文獻：

[1]先克，元芳蓉.大型鑄鍛件[J].消失模鑄造與砂型鑄造的工藝研究及成效對比，2003（03）：23-25.

[2]郭躍廣，鄭華昌，劉波，劉秋榮，陳培溪，劉洪美.消失模鑄造工藝技術研究及應用[J].鑄造技術，2015（07）：45-48.