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復雜型腔零件的鑄造技術:消失模
來源：山東恩泰鑄造機械有限公司     網址：//www.sdetzj.com

    對于我們干工程機械這行的人來說，接觸鋼鐵件是一件極其平常的事。但是我們在使用、維修和拆裝如發動機、變速箱、液壓泵一類機械零件的時候，有沒有想過這幾個問題：這么復雜的型腔零件是怎么生產出來的？鐵水是怎么順著我們工藝設計的要求凝結成型的呢？為什么我國的工程機械企業還不能生產出性能優越的發動機和液壓件？要回答清楚這些問題會涉及到各種方面的技術，其中關聯性最大的一個因素莫過于鋼鐵零件的消失模鑄造技術。
 
如下圖，通過設計形狀相似的泡沫模型，澆鑄鐵水后，泡沫模型消失，鐵水占據了泡沫的空間就得到了我們想要的殼體鑄件。
 
泡沫模型
 
一 什么是消失模？
 
    消失模鑄造（又稱實型鑄造）是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。
 
    消失模設備鑄造極具特殊性，干砂造型無任何粘結劑，造型及澆鑄都無需取出模具，極大地改善了鑄件設計的自由度，提高了鑄件的表面光潔度及尺寸精度。利用負壓緊實形成的一箱多鑄工藝，有利于提高工藝出品率，提高生產效率。消失模鑄造是目前國際上最先進的鑄造工藝之一，被譽為鑄造史上的一次“革命”，國內外稱之為21世紀綠色鑄造。
 
二 消失模鑄造的工藝流程
 
下圖為大量生產的消失模鑄造的全部工藝流程。
 
消失模鑄造的全部工藝流程
 
可見，該流程的主要工部有：熔化工部；制模工部；模型組合及涂層烘干工部；造型澆注工部；落砂清理工部。
 
三 變速箱箱體消失模鑄造模型展示
 
變速箱箱體消失模鑄造模型展示
 
仔細看一下這個變速箱箱體的泡沫模型，該泡沫模型總共由4個分型泡沫組成。這些分型泡沫是由發泡機配上專用模具制造而成的。
 
變速箱箱體消失模鑄造模型展示
 
用膠布粘結這4個分型面構成一個整齊的變速箱箱體泡沫模型。粘結過程中要對位準確，一旦出錯，會造成鐵水澆鑄錯位，得不到合格的鑄件。
 
變速箱箱體消失模鑄造模型展示
 
粘結鐵水澆鑄的澆道模型。澆道能夠控制金屬液充填鑄型的速度和方向，調節鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序，并對鑄件有一定的補縮作用。
 
變速箱箱體消失模鑄造模型展示
 
澆鑄成型的變速箱箱體。用消失模技術澆鑄成型的鑄件尺寸形狀精確， 能夠更好地保證機器部件中的軸、套、齒輪的相互位置，提高傳動效率。此外，也能使鑄件表面光潔度更高， 無飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少50%以上。
 
四 消失模鑄造與傳統的砂型鑄造相比的優點
 
1.鑄件尺寸形狀精確，重復性好，表面光潔度高，具有精密鑄造的特點；負壓澆注，更有利于液體金屬的充型和補縮，提高了鑄件的組織致密度
 
2.取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷和廢品；
 
3.不合箱、不取模，大大簡化了造型工藝，消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品；
 
4.采用無粘結劑、無水分、無任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘結劑引起的各種鑄造缺陷和廢品；
 
5.落砂極其容易，大大降低了落砂的工作量和勞動強度； 鑄件無飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少50%以上；
 
6.可在理想位置設置合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統因素的制約，減少了鑄件的內部缺陷；
 
7.易于實現機械化自動流水線生產，生產線彈性大，可在一條生產線上實現不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產；利用消失模鑄造工藝，可以根據熔化能力，完成任意大小的鑄件。
 
五 國內消失模鑄造技術的現狀以及對工程機械的影響
 
發動機缸體的泡沫模型
 
動機缸體的泡沫模型
 
    目前，我國的消失模鑄造廠家大大小小有數千家，真正好的沒有幾家。例如比較大型，而又比較早期開發該項目的山東金陽機械制造有限公司。但大部分的工廠生產能力都不大（與國外動輒數萬噸的生產能力相比差距較大）。我國國產的消失模鑄造設備水平能基本滿足生產的需要，但提供者對于消失模鑄造技術和生產工藝的掌握卻差別不一。我國的生產廠家過去在引進消失模鑄時，過分注重硬件設備的引進，而忽視軟技術的引進。消失模鑄造對于大多數企業來講，畢竟是新生事物，從接觸到理解到應用需要一個過程，是無法一蹉而就的。
 
    消失模鑄造在現實生產中比較主要問題是三孔缺陷（氣孔、縮孔、渣孔），作為液壓件外殼的碳素鋼、不銹鋼、鑄鐵鑄銅件在機械加工時對對三孔缺陷的要求很高，有些特殊鑄件還要進行解剖及壓力極限爆破等破壞性試驗，重點部位不允許焊補及組織偏析。
 
    消失模鑄造是生產制造發動機和液壓件等一類高精密機器設備的重要技術。由于我國的消失模鑄造水平有限，很多國內的知名工程機械企業尚不能很好地處理三孔缺陷，從而給制造出符合挖掘機使用的液壓件增加了一個不穩定因素，比如說， ,液壓泵在30-50MPa的工作環境下，直徑1mm的渣孔就會讓液壓能減少好幾個百分點，進而造成挖掘機挖掘無力，大大影響了機器的性能。

本文標簽：復雜型腔零件的鑄造技術:消失模
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