在現(xiàn)代制造業(yè)中，鑄造技術(shù)一直是制造復(fù)雜零件的重要手段。隨著技術(shù)的進步，消失模鑄造技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢逐漸受到重視。消失模模具作為消失模鑄造技術(shù)的核心，其設(shè)計要點直接影響到鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文將詳細探討消失模模具的設(shè)計要點，為相關(guān)領(lǐng)域的人員提供參考。

  消失模模具的設(shè)計要點

  

  1、澆注系統(tǒng)設(shè)計

  澆注系統(tǒng)是鑄造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它決定了金屬液的流動路徑和速度。在消失模鑄造中，澆注系統(tǒng)的設(shè)計需要特別考慮模型的存在。由于模型在澆注過程中會氣化，其對金屬液的流動產(chǎn)生阻力。因此，澆注系統(tǒng)的截面尺寸應(yīng)略大于砂型鑄造，以確保金屬液能夠順利流動。此外，澆注系統(tǒng)的設(shè)計與鑄件的大小、模型簇的組合方式以及每箱件數(shù)都有密切關(guān)系。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)鑄件的特征，參照同類鑄件的澆注系統(tǒng)特點，有針對性地進行計算和優(yōu)化。
  

  2、澆注溫度控制

  澆注溫度是影響鑄件質(zhì)量的重要因素之一。在消失模鑄造中，由于模型的氣化需要吸收熱量，因此澆注溫度應(yīng)略高于砂型鑄造。一般來說，消失模鑄造的澆注溫度比砂型鑄造高30～50℃。這一溫度差可以確保模型氣化所需的熱量，避免鑄件產(chǎn)生澆不足、冷隔、皺皮等缺陷。同時，澆注溫度過高也會導(dǎo)致粘砂等缺陷，因此需要準確控制。
  

  3、負壓控制

  負壓是消失模鑄造中的一個重要參數(shù)，它有助于增加砂型的強度和剛度，同時幫助排除模型氣化產(chǎn)物。負壓的大小和保持時間需要根據(jù)鑄件的材質(zhì)、模型簇的結(jié)構(gòu)以及涂料等因素進行調(diào)整。對于透氣性較好、涂層厚度小于1mm的涂料，鑄鐵件的負壓大小一般在0.04～0.06MPa，鑄鋼件則取其上限。對于鑄鋁件，負壓大小一般控制在0.02～0.03MPa。負壓保持時間應(yīng)根據(jù)模型簇的結(jié)構(gòu)和鑄件的凝固時間來確定。
  

  4、模具材料選擇

  模具材料的選擇對消失模鑄造的質(zhì)量和效率至關(guān)重要。常用的泡沫材料包括EPS、STMMA和EPSMMA。其中，EPS材料含碳量較高，但發(fā)氣量小，適合用于鑄鐵件和要求不高的鑄件。STMMA材料則具有發(fā)氣少、含碳低的優(yōu)點，是消失模生產(chǎn)的首選材料。EPSMMA材料含碳量少，但發(fā)氣量大，易造成返噴現(xiàn)象，適合用于低合金鋼。選擇合適的模具材料可以減少增碳現(xiàn)象，提高鑄件的質(zhì)量和一致性。
  

  5、模型涂層

  模型涂層是消失模鑄造中的一個重要步驟，其主要作用是提高模型的強度和剛度，防止加砂過程中模型表面破損。涂層的厚度一般為0.5 ~ 2mm，具體厚度應(yīng)根據(jù)鑄件的合金種類、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小來確定。涂層材料的選擇和涂刷方法也非常重要。涂料應(yīng)具有良好的透氣性和抗沖刷能力，涂刷時應(yīng)分層進行，每層涂料上完后需要烘干，方可進行下一輪涂刷或造型。
  

  6、模型組合和粘結(jié)

  模型組合是將自行加工好的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結(jié)在一起，形成模型簇。這一步驟有時在涂料前進行，有時在涂層制備后埋箱造型時進行。粘結(jié)材料的選擇對模型的穩(wěn)定性和鑄件的質(zhì)量有重要影響。常用的粘結(jié)材料包括橡膠乳液、樹脂溶劑、熱熔膠及膠帶紙。粘結(jié)時應(yīng)確保模型的各個部分緊密結(jié)合，避免在鑄造過程中發(fā)生位移或變形。
  

  7、振動造型

  振動造型是一種常用的造型方法，包括砂床制備、放置EPS模型、填砂和密封定型等工序。砂床制備時，將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，并卡緊。底部放入一定厚度的底砂，振動緊實。填砂時，加入干砂并施以振動，使型砂充滿模型的各個部位，增加型砂的堆積密度。密封定型時，砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂粒“粘結(jié)”在一起。
  

  8、澆注操作

  澆注操作是鑄造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到鑄件的質(zhì)量和一致性。澆注時應(yīng)保持連續(xù)澆注，防止?jié)沧⑦^程斷流。澆注溫度比砂型鑄造的溫度高30~50℃，澆注操作過程應(yīng)采用慢——快——慢的方式，并保持澆口杯內(nèi)液面穩(wěn)定。澆注時應(yīng)避免斷續(xù)澆注，以減少鑄件產(chǎn)生冷隔缺陷的風(fēng)險。
  

  9、冷卻清理

  冷卻后，實型鑄造落砂較為簡單，將砂箱傾斜吊出鑄件或直接從砂箱中吊出鑄件均可，鑄件與干砂自然分離。分離出的干砂處理后可以重復(fù)使用。冷卻過程中應(yīng)確保鑄件充分冷卻，避免因溫度過高而影響鑄件的機械性能。
  
  通過對消失模模具的設(shè)計要點全面分析，我們可以清晰地看到，每一個設(shè)計決策都對最終鑄件的質(zhì)量有著深遠的影響。從澆注系統(tǒng)設(shè)計的準確計算，到澆注溫度的嚴格控制，再到負壓的有效管理，每一步都需要精心策劃和嚴格執(zhí)行。模具材料的選擇、模型涂層的細致處理、模型組合的穩(wěn)定性以及振動造型的準確操作，都是確保消失模鑄造成功的關(guān)鍵。