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67页消失模白区 相关知识,技术服务:刘庆旭,消失模铸造白区技术服务:,消失模铸造简介,消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法消失模铸造就是用泡沫塑料模代替传统的铸模(例如木模等)生产铸件的方法它与其他铸造工艺不同,影响铸件质量的因素也不同由于模样是消失模铸造过程必不可少的消耗品,每生产一个铸件就要消耗一个模样,因此模样是消失模铸造成败的关键没有高质量的模样,就不可能生产高质量的铸件模样不仅形成消失模铸件的形状和尺寸,而且参与浇注成型时的物理化学反应因而模样既影响铸件的尺寸、精度,又影响铸件的内在质量如何真正做好一个优等的铸件,相对白区的制作工艺是至关重要的,本文以下内容就是针对如何完善白区工艺控制的工艺流程和相关技术与大家一起交流(敬请参考):,消失模铸造中对珠粒的要求,条件,,,,,,2)气化迅速、完全, 残留物少,3)制得的模样密度小、强度和表 面刚性好,4)品种规格齐全,可适应不同材质及结构铸件的制模需要,泡沫塑料的品种繁多,但消失模铸造用塑料模样要满足以下要求:,1)气化温度和发 气量低,,消失模铸造用珠粒介绍,模样原材料主要是泡沫塑料,它是以合成树脂为母材,内部具有无数微小 气孔(也称泡孔)结构的塑料。
消失模铸造用模样材料的密度为:16-26g/l,是钢铁铸件密度的1/250- 1/350;其热导率约为铸铁的1/1429目前,全世界生产适用于消失模铸造生产工艺的产品有两种:EPS和共聚料EPS是消失模铸造最早采用的模样材料,虽然用于消失模铸造有它的优点所在;但是EPS模样材料最大的缺点是在大于900℃的浇注温度下热解产生大量的碳渣残存在于模样消失后的型腔内对于铝合金铸件易出现表面皱皮、重叠缺陷,对于铸铁件易形成表面亮碳及内部夹渣缺陷特别是球铁件,由于球铁中碳量是饱和的,EPS分解产生的热解碳不能被铁水吸收,容易形成亮碳(片状碳)夹渣,这对于那些要求承受动态(交变)应力的铸件容易引起潜在的破坏的危险对于钢铸件主要是表面增碳、夹渣等严重影响铸件的组织和性能的缺陷为了克服EPS模样材料的缺点,美国、日本等国从80年代开始研究新一代模样材料作为新一代模样材料,人们期望达到如下要求: 树脂的性能:保存期长,珠粒直径小,模样刚性好,发气量低,危险性小; 造型时的性能:造型周期短,尺寸稳定性好; 铸造性能:不形成碳黑缺陷,碳质附着少STMMA共聚珠粒介绍,杭州凯斯特化工有限公司2000年与美国福康公司合作研发新一代消失模铸造模样材料; 其中“新型可发性STMMA共聚树脂及制备方法”与2002年研发成功并批量生产,填补了国内空白,拓宽了铸造业的加工范围,提高了铸件表面的光洁度和铸件的合格率,降低了铸造企业的生产成本,并分别获得了中国国家发明专利和美国发明专利,具有自主知识产权;公司于2004年通过ISO 9001-2000标准质量体系认证。
经过12年的产品优化和市场销售凯斯特公司生产的STMMA共聚珠粒已为国内600多家消失模铸造企业提供了优质模样,并以批量出口美国、英国、德国、荷兰、墨西哥、伊朗、韩国、印度及日本等国产品介绍,STMMA共聚珠粒为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物,含碳量为69.6%与EPS相比含碳量大大降低,且由于STMMA含有氧原子,氧原子能与碳原子结合,从而进一步降低残留的碳此产品广泛应用于管件、泵阀类、汽车配件、工程机械配件、铸钢件等铸件的生产降低了铸件的综合生产成本,降低了钢铸件的表面增碳缺陷,降低了铸件的碳缺陷,提高了铸件表面光洁度和成品率,STMMA共聚珠粒比EPS具有更卓越的铸造性能:,项目 单位 EPS STMMA 组成 [C8H8]n [(C5H8O2)x(C8H8)y]m碳含量 % 92 69.6Tf ℃ 80-90 85-100分解热 j/g -912 -863初始气化温度 ℃ 275-300 268终了气化温度 ℃ 460-500 400-450发气量(900℃) ml/g 600 900铸造性能浇注温度(灰铁、箱体类) ℃ 1500-1580 1350-1450模样分解残留物 多 少增碳率 % 0.1-0.3 ≤0.06模样质量 易形成碳渣缺陷/碳质附着多 不易形成碳缺陷/碳附着少模样收缩率* % 0.3-0.8 <0.3铸件成品率/(铸铁加工件) % 低、<80 高、>90,StMMA与EPS的主要性能对比表:,* 模样的收缩率与多种因素有关,主要有: 1. 挥发分含量高, 收缩率大; 2.模样密度高,收缩率小; 3.粒径小,收缩率大; 4.干燥温度高,时间长,收缩率大等。
EPS模样收缩率大,尺寸稳定性差StMMA模样的收缩率小,尺寸稳定性好因此,设计模具时要特别注意StMMA与EPS的主要性能对比分析,从两种模样材料的性能对比中可知: EPS的软化温度Tf比STMMA低,Tf是设定珠粒预发和成型温度的主要依据,EPS的预发温度低,发泡是在常压下进行;STMMA预发温度一般高于EPS 5-10℃,且发泡筒内压力要控制在0.025-0.045MPa 模样材料在高温下要裂解成低聚物和低分子化合物,EPS的分解热高于STMMA其气化温度特别是最终气化温度要高于STMMA 40-50℃这是由于EPS比STMMA难分解,其分解热比STMMA高50J/g EPS主要由含苯环的链节组成,不仅碳含量高,且苯环热稳定性好在高温(>900℃)、缺氧时,首先生成焦油状粘稠液体,进而裂解成碳和氢,而STMMA组成中主要是丙烯酸酯基链节,在高温下是拉链式分解,易生成低分子液体和气体通过涂层和砂箱被抽出,且组成中含有两个氧原子要带走两个碳,进一步减少了碳的来源,这就是为什么采用STMMA模样材料,铸件不易生成碳缺陷和钢铸件表面增碳量低,且表面光洁度好的主要理论依据前段时间我应法士特铸造和福建龙工邀请专程去了一趟,就EPS和共聚物STMMA的比较、应用和综合成本和他们一起探讨。
首先必须明确:国内EPS料就是包装用料,这一点和美国专用消失模料(EPS)有本质区别一般在国外,专用料都是用在铝合金和铜合金等有色金属上,黑色金属消失模铸造都采用共聚物,因为EPS在900℃以上裂解会产生大量的“碳渣”,而且国内包装用料来源太杂,又分(普通料、轻极料、特轻料、阻燃料)等,后几种料不能用在消失模上,原始珠粒分子量大小不一,挥发份、水分和粒径不统一,容易造成白模的收缩不一致(0.3%~0.8%),因此,凡有技术要求和加工尺寸的灰铁件一般也采用共聚料,球铁件必须采用共聚料,至于碳钢件我负责任的告诉你,用STMMA可做到增碳量在0.02以内消失模铸造使用原料建议,消失模模样制作工艺流程与控制,消失模铸造与其他铸造工艺不同,影响铸件质量的因素也不同由于模样是消失模铸造过程中必不可少的消耗品,每生产一个铸件就要消耗一个模样,因此模样是消失模铸造成败的关键模样既影响铸件的尺寸、精度,又影响铸件的内在质量,因而对模样外部和内在质量提出如下要求:要求模样表面必须光洁、平整;模样内不允许有夹杂物,同时其密度不得超过允许的上限,以使热解产物尽量少,保证金属液顺利充型,并且不产生铸造缺陷模样在上涂料前,必须经过干燥处理,去除水分并使模样尺寸稳定。
模样在满足上述要求的同时还应具有一定的强度和刚度,以保证在取模、组模、烘干、上涂料等操作过程中不被损坏或变形没有高质量的模样,绝对不可能得到高质量的消失模铸件通过总结实际生产中的工作经验,与大家共同分享消失模模样制作的工艺流程与控制重点模样制造的基本过程,,,,,原始珠 粒选用,预发泡,发泡珠 粒干燥 与熟化,模样的发 泡成型,模样的干燥与粘接,,原始珠粒的选用,,模样制造要重视原始珠粒的选用;在选择任何一种珠粒的粒度时,顾客必须先要了解所生产铸件的尺寸、壁厚、表面的质量要求等等首先根据铸件材质及对铸件的质量要求选择品种;根据铸件的最小壁厚来选用珠粒的规格(粒径)在预发时40-50倍的发泡倍率,珠粒直径大约增加3倍为了得到模样的良好表面状态,在二次发泡(成型)时,模样最小壁厚要在最低壁厚方向排列3颗珠粒,所以一般允许的最大珠粒粒径为最小壁厚的1/9-1/10.例:7mm薄的铸件,十分之一也就是0.7mm的珠粒,那么可以选择STMMA-1#0.60 ~ 0.90mm,如果铸件表面要求高的,那么再细一个规格的即可,一般不建议客户使用太细的珠粒,主要是考虑到夏季的运输与客户工厂的存储因素 注:如公司生产不同大小、壁厚的铸件,建议根据不同铸件的壁厚选择多种珠粒。
注:采购量应根据公司的生产任务来合理的计划安排,一般每次采购量不要超过3个月的用量STMMA珠粒规格及粒度范围,EPS制作白模时的收缩率:0.3~0.8%,STMMA制作白模时的收缩率:0.1~0.3%,根据模具的结构与尺寸不同、受热温度不同、模样熟化时环境温度的不同等,白模收缩比率也是在变化的,上述只是推荐,请客户慎重参考原始珠粒的存放,STMMA珠粒的保存方法:我们要求低温冷藏(≤10℃),如没有此条件的客户,请保存在干燥通风,没有阳光直射,阴凉的地方在打开后没有使用完时,切记重新将袋扎紧,将桶盖好,以防止戊烷的流失最好将珠粒放置在指定的位置,珠粒存放处要注意防火模样制造蒸汽管道安装示意图,1、来自蒸汽总管的蒸汽(>/=0.4MPa) 减压至0.2MPa,经蒸汽罐脱去冷凝水再去预发泡机或成型机蒸汽管道的直径根据所需要的蒸汽流量来定蒸汽罐的位置尽量靠近预发机和成型机,并做好蒸汽管道的保温,STMMA珠粒预发前注意,3、进入预发机和成型机的蒸汽一要脱水,二要稳压,特别是用StMMA珠粒制造模样时2、预发是模样制造的首道工序,必须控制好预发珠粒的质量,预发操作工艺参数易调,预发珠粒密度符合工艺要求,预发时间一般控制在30-70秒。
进入预发泡机或成型机的蒸汽压力根据模样制造的工艺要求和机器操作说明来控制StMMA的预发温度比EPS高5-10℃且需加压发泡,而EPS是常压发泡,因而预发机的选型要特别注意间歇式蒸汽预发机对蒸汽管路的要求,间歇式蒸汽预发机对蒸汽管路的要求:,③,②,,汽水分离器,调压阀,减压阀,,蒸汽管道经减压后蒸汽储气罐压力应控制在0.3~0.4Mpa; ②进入预发设备前的蒸汽需要先经过汽水分离装置,充分排除蒸汽中的多余水份 ③经二次调压后,预发机管道压力必须稳定控制在0.1~0.2Mpa;,。






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