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      全自動造型機消失模鑄造   發展現狀及發展趨勢

      發布時間:2017-01-01

      當今歐美全自動造型機消失模鑄造技術的發展有以下六點:
        1、鋁合金鑄造時泡沫模分解機制的研究
        美國通用汽車中心的CaulkD提出了四種分解模型。
        1)接觸模型認為較薄的液態泡沫產物將熔融金屬與泡沫膜隔開,該液態產物流向涂層,且部分氣化;氣體通過涂層擴散進型砂,另外涂層盡其所能吸收液態聚合物。該模型的金屬充型前沿整齊有序;其合適的充速度為1~2cm/s,與模樣厚度無關,與金屬溫度關系不大,而與表面泡沫密度直接相關,且取決于型砂溫度。
        2)氣隙模型該模型認為在液態金屬和模樣之間存在氣隙,充型速度為4~6mm/s,液態金屬前沿呈水平狀(底注);泡沫通過熔化而后退;此模型中涂層不吸收液態聚合物,且充型慢取決與金屬溫度和型砂溫度。
        (3)崩塌模型該模型認為模樣中孔隙的聯接導致珠粒崩塌,生成的氣體進入裂縫并通過涂層逸出,液態金屬充填裂縫,液態金屬前沿形成指狀突出,金屬充型呈不規則狀,其充型速度較快(4~6cm/s)。模樣的黏固度對該模型起著決定的作用。
        (4)裹入模型由于凹型金屬前沿部分泡沫被裹入液態金屬,形成較大的氣泡,從而引起鑄件缺陷。
        上述泡沫模型分解的四種機制,在的工藝條件下就有對應的一種機制,且不同的分解機制導致不同的充型特性。
        2、鋁合金充型過程的研究
        對于鋁合金充型過程的動態觀察主要采用實時X射線攝像法和中了射線成像法觀察。該項工作由通用汽車中心和英國伯明翰大學開展,其試驗結果為:無論采用頂注或底注,對于垂直放置的板狀試樣,其液態金屬與泡沫模樣之問的界面形狀不規整,且所得試件的抗拉強度和韋布爾(Weibull)模量值皆較低。當底注充型速度從24mm/s降低到13mm/s,其液態前沿仍不規則,出現了所謂胞狀結構,進一步降低充型速度到5mm/s,實時X射線觀察表明:液態前沿平滑規整,試件的性能明顯。不過一般地說,5mm/s充型速度太慢,金屬因過早地凝固不能使鑄件完整成型。
        3、涂料透氣性重要作用的研究
        液態合金充填真空消失模鑄型時,金屬液與泡沫塑料模之問始終存在一個氣隙層,氣化后生成的氣體也都存在于此問隙內。涂料層的透氣性主要決定了氣隙層內氣體的壓力P氣。澆注過程中,如果涂料層的透氣性低,氣隙層內的氣體不能及時地被排除出去,一方面氣體壓力P氣必然升高,減緩了液態合金的充型速度,降低其充型能力幾另一方面增加了氣化氣體裂解的機會以及金屬液與裂解產物的接觸時問,使金屬液受到“污染”。
        美國LittletonH等對涂層透氣性的測試方法和及其作用進行了研究。研究指出除了透氣性所帶來的充型能力的影響外,透氣性還可控制澆注速度,因為涂料透氣性能調節氣體流動,當泡沫模樣內的氣體和模樣分解產生的氣體通過涂層時,金屬液才能同時充填氣體和模樣分解產物逸出留下的空穴。
        透氣性還應當達到不使充填速度太快,從而不能阻止涂料吸附液體分解產物。涂料可在對于分解產物液體吸收、飽和速度和飽和量方面進行檢測。這些數據能確定有關在澆注期問除去所產生分解產物的參數。如果金屬的澆注速度太快,則鑄件中一些部位將暴露在大量分解產物中,并產生鑄造缺陷。
        4、鎂合金消失模鑄造技術的進展
        鎂合金的全自動造型機消失模鑄造   在負壓條件下實施,澆注過程中采用負壓,地了泡沫模樣分解而產生的氣體的排出。較高的澆注溫度,將導致泡沫分解產物的氣化,從而了充型特性,提高了制品表面光潔度。低的金屬過熱度將造成液態聚苯乙烯進入到正在凝固的金屬中,從而引起氣孔和皺折缺陷。零件越復雜,壁厚越薄,越是需要較高的澆注溫度。對AM50,其熔點為620℃,通常澆注溫度應在760℃以上。由于鎂合金熱容較低,因而采用高的澆注溫度、優良的澆注系統是非常   的,比如使用空心澆道。
        5、泡沫模樣材料及高表面品質模樣的制備技術
        一般選作全自動造型機消失模鑄造模樣用的泡沫塑料   是發氣量較小、熱解殘留物少的泡沫塑料。通常采用聚苯乙烯泡沫塑料作為消失模鑄造的模樣材料。但是EPS分了中含碳量高,熱解后產生的碳渣多,影響鑄件品質。
        Teubert公司在已的設備基礎上,不斷加強模樣成型工藝的研究,在探索出造成模樣內在缺陷和表面品質欠佳的原因后,并進行改進,研究發現:①空氣壓力對加料斗中的預發泡珠粒作用仍較大,使珠粒變形,導致泡沫模樣密度增加;②因為流量計圓盤的阻礙作用,珠?;亓鬟M料斗不能達到100%。利用Teubert壓力調節器,了一個恒定的充型壓力。為降低進入模腔的空氣流量,了注入器皿中的空心噴射嘴。尤其是Teubert公司對其發泡設備中的數字蒸氣系統和分流系統以及軟件,硬件等方面作了進一步的改進,這是值得我們借鑒和學習的。
        此外,法國的KNAUFIndustries公司在提高泡沫模樣的內在品質,尤其是表面品質方面已作了大量的研究工作,目前已形成成熟的工藝。他們展示的泡沫模樣,表面珠粒相當不錯,所使用的泡沫原材料為美國Styrochem公司的EPS。 

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