一種空芯消失模鑄造方法及其下管裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空芯消失模鑄造方法及其下管裝置，在制備泡沫白模階段，在發(fā)泡模具型腔內(nèi)預(yù)置支撐管道，珠粒發(fā)泡完成后支撐管道留在模內(nèi)，形成內(nèi)含通孔，且強(qiáng)度不大幅下降，甚或有所提升的空心白模，隨后白模表面刷涂料制黃模，烘干后下型振動(dòng)緊實(shí)，抽負(fù)壓后澆注。該工藝簡(jiǎn)單、成本低且效果佳，可顯著提升型內(nèi)通氣性，消除鑄造缺陷，避免鑄件增碳、夾雜、氣孔等問題。
【專利說明】
一種空芯消失模鑄造方法及其下管裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空芯消失模鑄造方法及其下管裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]消失模鑄造(又稱實(shí)型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。是一種綠色環(huán)保、工藝自由度高的精密鑄造工藝。
[0003]消失模鑄造工藝的主要特征在于采用發(fā)泡白模成型，不用取模，而是通過高溫金屬液氣化和置換泡沫白模位置。泡沫白模受熱后發(fā)生氣化和液化過程，產(chǎn)生大量氣體和一定的分解液態(tài)、固態(tài)殘?jiān)?，這些產(chǎn)物易導(dǎo)致鑄造過程中存在著如下問題，如圖2所示:
[0004]I)造成鑄件內(nèi)部缺陷，如氣孔、夾雜。
[0005]2)在鑄件表面造成積碳、碳黑、皺皮等碳缺陷。
[0006]3)澆注過程造成反噴。
[0007]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)為解決上述問題，發(fā)展了各種不同的措施，但存在以下不足:
[0008]I)提高涂層透氣性措施:涂層透氣性提高易導(dǎo)致涂層強(qiáng)度、抗粘砂性能下降，提高涂層透氣性兼顧涂層強(qiáng)度則對(duì)涂料要求高；
[0009]2)降低白模發(fā)氣性措施:采用EPMMA、STMMA等材料雖可降低白模發(fā)氣性，但價(jià)格較普通EPS昂貴；
[0010]3)工藝措施:如控制澆注速度，提高澆注溫度等，限制了工藝自由度，且易引起其它問題。
[0011]4)燒掉白模的空殼鑄造:空殼鑄造需使用專用桂林5號(hào)涂料，且有易塌箱等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低且效果佳，可顯著提升型內(nèi)排氣性，消除鑄造缺陷，避免鑄件增碳、夾雜、氣孔等問題的空芯消失模鑄造方法及其下管裝置。
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種空芯消失模鑄造方法，在制備泡沫白模階段，在發(fā)泡模具型腔內(nèi)預(yù)置支撐管道，珠粒發(fā)泡完成后支撐管道留在模內(nèi)，形成內(nèi)含通孔且強(qiáng)度不大幅下降，甚或有所提升的空心白模;隨后白模表面刷涂料制黃模，烘干后下型振動(dòng)緊實(shí)，抽負(fù)壓后澆注。
[0014]所述支撐管道為空心結(jié)構(gòu)。
[0015]形成的空心白模的通孔開孔處需粘接砂芯或?yàn)V網(wǎng)與外氣壓相通;在后續(xù)制備黃模階段，空心白模表面刷涂料時(shí)，砂芯或?yàn)V網(wǎng)上端面不應(yīng)涂覆涂料。
[0016]所述支撐管道為由抗壓強(qiáng)度高、易燃且燃燒殘留物較少的輕質(zhì)高強(qiáng)材料制成的中空管。
[0017]所述支撐管道材質(zhì)包括聚乙烯、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯、高密EPS/XPS/STMMA、合成樹脂。
[0018]依鑄件結(jié)構(gòu)工藝需求，所述支撐管道一端或兩端需為通孔，與外表面相通;支撐管道的空間位置包括垂直、水平或不同空間角度;管道斷面包括圓形、方形、三角形的規(guī)則幾何形狀或不規(guī)則幾何形狀。
[0019]所述支撐管道在發(fā)泡模具型腔中的數(shù)量-即單位白?？臻g內(nèi)的空心部分體積依照工藝設(shè)計(jì)的通孔空間密度而定。所取通孔空間密度越大，則單位白?？臻g內(nèi)設(shè)置的同樣管徑的通孔數(shù)量越多。
[0020]操作步驟為:
[0021 ] I)開模，將空心管套在設(shè)置在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔的導(dǎo)桿上；
[0022 ] 2)模腔內(nèi)放入發(fā)泡珠粒，合模，進(jìn)行發(fā)泡工藝；
[0023]3)發(fā)泡完成后，開模，導(dǎo)桿與白模分離，取出白模件。
[0024]—種上述的空芯消失模鑄造方法使用的下管裝置，在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置設(shè)有導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿與所述支撐管道相適配。
[0025]所述導(dǎo)桿具有拔模斜度;所述導(dǎo)桿固定在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置壁面上/在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置設(shè)置可伸出、縮回壁面的導(dǎo)桿。
[0026]上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果，如圖1所示，白模內(nèi)部空心管與外部負(fù)壓相通，金屬液充型過程內(nèi)部空心管道有排氣、吸液、吸渣作用，進(jìn)而產(chǎn)生如下效果:
[0027]I)加強(qiáng)了內(nèi)部排氣。置換氣隙層不單純依賴通過壁面涂層進(jìn)行排氣，而可從內(nèi)部空心管向外迅速吸排出。避免澆注過程白模發(fā)氣大排氣不及造成反噴，以及排氣不暢產(chǎn)生氣孔缺陷。
[0028]2)降低了消失模涂層吸氣過程產(chǎn)生的分解液、渣的附壁效應(yīng)；內(nèi)部空心管負(fù)壓下不僅可加強(qiáng)排氣，且有一定的集液、集渣冒口作用?？杀苊忤T件壁面的皺皮、炭黑、粘結(jié)粘砂、增碳和夾雜等缺陷。
[0029]3)可提高充型速度，減少金屬液降溫。由于白模的氣化氣體可迅速排出，因而加快了金屬液置換過程，提高了充型速度，進(jìn)而充型完成時(shí)金屬液溫度降低的更少。有利于保持金屬液的充型能力，避免鑄件流動(dòng)性下降造成冷隔等缺陷。
[0030]4)工藝自由度增大。由于排氣、排渣效果的增強(qiáng)，該工藝方法對(duì)涂料的透氣性能要求降低，對(duì)泡沫材料的發(fā)氣性要求降低。也即較普通消失模鑄造工藝而言，該法下白?？刹捎酶竺芏纫蕴岣邚?qiáng)度，可采用更為廉價(jià)的低透氣性涂料。
[0031]5)該工藝采用了抗壓強(qiáng)度高、易燃且燃燒殘留物較少的輕質(zhì)高強(qiáng)材料制備的支撐管道，形成的空心白模性能不因通孔結(jié)構(gòu)的存在而下降，強(qiáng)度好，不易變形。
[0032]該工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備使用方便，不受場(chǎng)地限制，能耗及成本低，工藝處理效果佳，投資少，極易工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的空心白模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為普通白模結(jié)構(gòu)氣隙層排氣、吸液、吸渣示意圖；
[0035]圖3為白?？招慕Y(jié)構(gòu)氣隙層排氣、吸液、吸渣示意圖；
[0036]圖4為空心管的下管裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]上述圖中的標(biāo)記均為:1、白模，2、中空管道，3、涂料層，4、上通孔，5、砂芯濾網(wǎng)，6、液化膜、渣，7、金屬液，8、氣隙，9、中空塑料管，1、定位導(dǎo)桿，11、模壁。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0039]實(shí)施例一
[0040]一種空芯消失模鑄造方法，在制備泡沫白模階段，在發(fā)泡模具型腔內(nèi)預(yù)置支撐管道，珠粒發(fā)泡完成后支撐管道留在模內(nèi)，形成內(nèi)含通孔且具有一定強(qiáng)度的空心白模;隨后白模表面刷涂料制黃模，烘干后下型振動(dòng)緊實(shí)，抽負(fù)壓后澆注。
[0041]支撐管道為空心結(jié)構(gòu)。
[0042]形成的空心白模的通孔開孔處需粘接砂芯或?yàn)V網(wǎng)與外氣壓相通;在后續(xù)制備黃模階段，空心白模表面刷涂料時(shí)，砂芯或?yàn)V網(wǎng)上端面不應(yīng)涂覆涂料。
[0043]支撐管道為由抗壓強(qiáng)度高、易燃且燃燒殘留物較少的輕質(zhì)高強(qiáng)材料制成的中空管。
[0044]支撐管道材質(zhì)包括聚乙烯、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯、高密EPS/XPS/STMMA、合成樹脂。
[0045]依鑄件結(jié)構(gòu)工藝需求，支撐管道一端或兩端需為通孔，與外表面相通;支撐管道的空間位置包括垂直、水平或不同空間角度；管道斷面包括圓形、方形、三角形的規(guī)則幾何形狀或不規(guī)則幾何形狀。
[0046]支撐管道在發(fā)泡模具型腔中的數(shù)量-即單位白?？臻g內(nèi)的空心部分體積依照工藝設(shè)計(jì)的通孔空間密度而定。
[0047]實(shí)施例二
[0048]—種上述的空芯消失模鑄造方法使用的下管裝置，在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置設(shè)有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿與支撐管道相適配。
[0049]導(dǎo)桿具有拔模斜度；導(dǎo)桿固定在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置壁面上/在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置設(shè)置可伸出、縮回壁面的導(dǎo)桿。
[0050]實(shí)施例三[0051 ]實(shí)施步驟:
[0052]1、依照鑄件結(jié)構(gòu)，采用聚氯乙烯材料制備成一定直徑的中空塑料圓管，并裁剪成一定長(zhǎng)度。
[0053]2、在消失模發(fā)泡成型模腔壁面相應(yīng)位置，使用金屬粘結(jié)膠將定位導(dǎo)桿粘結(jié)固定。將中空塑料管套入定位導(dǎo)桿上，如圖4中a部分所示。
[0054]3、將預(yù)發(fā)泡、熟化好的珠粒放入成型模腔，進(jìn)行發(fā)泡成型。
[0055]4、發(fā)泡成型完成后，打開模型，導(dǎo)桿與白模分離，取出白模件。在白模的中空管道上下表面通孔上粘接砂芯濾網(wǎng)。
[0056]5、白模裝配、粘接，并在外表面涂浸消失模涂料，注意濾網(wǎng)上表面不得涂涂料。如圖1所示。保證管道開孔處粘接砂芯濾網(wǎng)與外氣壓相通。
[0057]6、黃模徹底干燥烘干，埋箱振動(dòng)緊實(shí)。
[0058]7、抽負(fù)壓，且在澆注充型過程保持負(fù)壓。凝固一定時(shí)間后撤去負(fù)壓冷卻。
[0059]實(shí)施例四
[0060]實(shí)施步驟:
[0061]1、依照鑄件結(jié)構(gòu)，采用聚乙烯材料制備成一定直徑的中空塑料圓管，并裁剪成一定長(zhǎng)度。
[0062]2、在消失模發(fā)泡成型模腔壁面相應(yīng)位置，設(shè)置可伸出、縮回壁面的導(dǎo)桿。導(dǎo)桿具有一定的拔模斜度，以便于導(dǎo)桿與空心管分離。如圖4中b部分所示。
[0063]3、將導(dǎo)桿伸出壁面，將中空塑料管套入定位導(dǎo)桿上。將預(yù)發(fā)泡、熟化好的珠粒放入成型模腔，進(jìn)行發(fā)泡成型。
[0064]4、發(fā)泡成型完成后，導(dǎo)桿縮回壁面。打開模型，導(dǎo)桿與白模分離，取出白模件。在白模的中空管道表面左右通孔上粘接陶瓷濾網(wǎng)。
[0065]5、白模裝配、粘接，并在外表面涂浸消失模涂料，注意濾網(wǎng)上表面不得涂涂料。如圖1所示。保證管道開孔處粘接砂芯濾網(wǎng)與外氣壓相通。
[0066]6、黃模徹底干燥烘干，埋箱振動(dòng)緊實(shí)。
[0067]7、抽負(fù)壓，且在澆注充型過程保持負(fù)壓。凝固一定時(shí)間后撤去負(fù)壓冷卻。
[0068]采用上述的方案后，白模內(nèi)部空心管與外部負(fù)壓相通，金屬液充型過程內(nèi)部空心管道有排氣、吸液、吸渣作用，如圖3所示，進(jìn)而產(chǎn)生如下效果:
[0069]I)加強(qiáng)了內(nèi)部排氣。置換氣隙層不單純依賴通過壁面涂層進(jìn)行排氣，而可從內(nèi)部空心管向外迅速吸排出。避免澆注過程白模發(fā)氣大排氣不及造成反噴，以及排氣不暢產(chǎn)生氣孔缺陷。
[0070]2)降低了消失模涂層吸氣過程產(chǎn)生的分解液、渣的附壁效應(yīng)；內(nèi)部空心管負(fù)壓下不僅可加強(qiáng)排氣，且有一定的集液、集渣冒口作用。可避免鑄件壁面的皺皮、炭黑、粘結(jié)粘砂、增碳和夾雜等缺陷。
[0071]3)可提高充型速度，減少金屬液降溫。由于白模的氣化氣體可迅速排出，因而加快了金屬液置換過程，提高了充型速度，進(jìn)而充型完成時(shí)金屬液溫度降低的更少。有利于保持金屬液的充型能力，避免鑄件流動(dòng)性下降造成冷隔等缺陷。
[0072]4)工藝自由度增大。由于排氣、排渣效果的增強(qiáng)，該工藝方法對(duì)涂料的透氣性能要求降低，對(duì)泡沫材料的發(fā)氣性要求降低。也即較普通消失模鑄造工藝而言，該法下白?？刹捎酶竺芏纫蕴岣邚?qiáng)度，可采用更為廉價(jià)的低透氣性涂料。
[0073]該工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備使用方便，不受場(chǎng)地限制，能耗及成本低，工藝處理效果佳，投資少，極易工業(yè)化生產(chǎn)。
[0074]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空芯消失模鑄造方法，其特征在于，在制備泡沫白模階段，在發(fā)泡模具型腔內(nèi)預(yù)置支撐管道，珠粒發(fā)泡完成后支撐管道留在模內(nèi)，形成內(nèi)含通孔的空心白模;隨后白模表面刷涂料制黃模，烘干后下型振動(dòng)緊實(shí)，抽負(fù)壓后澆注。2.如權(quán)利要求1所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，所述支撐管道為空心結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1或2所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，形成的空心白模的通孔開孔處需粘接砂芯或?yàn)V網(wǎng)與外氣壓相通;在后續(xù)制備黃模階段，空心白模表面刷涂料時(shí)，砂芯或?yàn)V網(wǎng)上端面不應(yīng)涂覆涂料。4.如權(quán)利要求1或2所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，所述支撐管道為由抗壓強(qiáng)度高、易燃且燃燒殘留物較少的輕質(zhì)高強(qiáng)材料制成的中空管。5.如權(quán)利要求4所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，所述支撐管道材質(zhì)包括聚乙烯、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯、高密EPS/XPS/STMMA、合成樹脂。6.如權(quán)利要求1或2所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，依鑄件結(jié)構(gòu)工藝需求，所述支撐管道一端或兩端需為通孔，與外表面相通;支撐管道的空間位置包括垂直、水平或不同空間角度;管道斷面包括圓形、方形、三角形的規(guī)則幾何形狀或不規(guī)則幾何形狀。7.如權(quán)利要求1或2所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，所述支撐管道在發(fā)泡模具型腔中的數(shù)量-即單位白?？臻g內(nèi)的空心部分體積依照工藝設(shè)計(jì)的通孔空間密度而定。8.如權(quán)利要求2所述的空芯消失模鑄造方法，其特征在于，操作步驟為: 1)開模，將空心管套在設(shè)置在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔的導(dǎo)桿上； 2)模腔內(nèi)放入發(fā)泡珠粒，合模，進(jìn)行發(fā)泡工藝； 3)發(fā)泡完成后，開模，導(dǎo)桿與白模分離，取出白模件。9.一種如權(quán)利1-8任一所述的空芯消失模鑄造方法使用的下管裝置，其特征在于，在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置設(shè)有導(dǎo)桿，所述導(dǎo)桿與所述支撐管道相適配。10.如權(quán)利要求9所述的下管裝置，其特征在于，所述導(dǎo)桿具有拔模斜度;所述導(dǎo)桿固定在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置壁面上/在白模發(fā)泡模具內(nèi)腔相應(yīng)位置設(shè)置可伸出、縮回壁面的導(dǎo)桿。
【文檔編號(hào)】B22C9/04GK106001421SQ201610300517
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】陳志浩, 倪康, 朱協(xié)彬, 姚敏
【申請(qǐng)人】安徽工程大學(xué)