消失模铸造工艺设计-2019培训精品课程.ppt

和传统砂型铸造工艺一样，首先要确定内浇道（最小断面尺寸），再按一定比例确定直浇道和横浇道。 计算方法可以用下列两种： 1、经验法 2、理论计算方法 内浇道尺寸大小的设计 （1） 经验法：以传统砂型工艺为参考，经查表或经验公式计算后，再做适当调整，一般增大15～20％即可。 （2） 理论计算方法：如水力学计算公式， G——流经内浇道的液态合金重量（kg）（铸件重＋浇注系统重＋浇冒口重）； ?——流量系数，可参考传统工艺查表，一般可按阻力偏小来取。铸铁件：0.40～0.60；铸钢件：0.30～0.50； Hp—压头高度，根据模型在砂箱中的位置确定。 5.4 浇道比例和形式 由于消失模铸造充型过程存在模型气化，产生大量气体，不同于传统砂型铸造，因此，尚难形成统一的、普遍接受的浇注系统设计原则。 但是普遍认为在消失模铸造引入液体金属时，应使充型过程连续不断供应金属，保证不断流，液体金属必须支撑干砂型壁，采用封闭式浇注系统较为有利。 砂型、涂料具有透气性，在抽负压的条件下，当金属流对型壁的压力为正压时才呈充满状态流动。 若把液态金属视为理想流体，则全部阻力系数均等于零。 只有S直＞ S横＞ S内 才能满足充满条件，这就是传统的浇注系统的理论。 实际液态金属是有粘度的，不能当作理想流体去研究，实际流体的流动阻力影晌、负压影响是不容忽略的。 有时满足S直＞ S横＞ S内的条件，但在负压作用下，仍然充不满。 目前尚难做到普遍接受的浇注系统设计原则，但下列规范能得到共识，被普遍采用。 （1） 在引入液体金属时，应使充型过程连续不断供应金属，保证不断流，液体金属必须支撑干砂型壁，采用封闭式浇注系统最为有利。 内浇道尺寸确定之后，通过浇注系统各组元断面比例关系，可确定横浇道和直浇道的尺寸。 各组元比例关系推荐如下： 铸钢件：ΣF内:ΣF横:ΣF直＝1.0:1.1:1.2 铸铁件：ΣF内:ΣF横:ΣF直＝1.0:1.2:1.4 一些工厂常常根据产品分类，将其分为为大件和中小件，采用厂标规格的予制直浇道，例如Φ40、Φ50，由计算结果F直的大小选取接近值即可。 直浇道形状一般都是圆形或方形。 横、内浇道形状多为方形或梯形。 （2） 浇注系统的形式与传统工艺不同，不必考虑复杂的结构形式（如常用的离心式、阻流式、牛角式等等），尽量减少浇注系统的组成，常常不设横浇道，只设直浇道和内浇道，以缩短金属液流动的距离。 （3） 直浇道与铸件之间的距离（即内浇道的长度），应保证充型过程中不因温度升高而使模型变形。 （4） 金属压头：应超过金属/EPS界面的气体压力，以防止金属液反喷（也称为呛火）。呛火是液体金属从直浇道反喷出来，中空直浇道和底注有利于避免出现反喷（同样适用于铝铸件）。 高的直浇道（静压头高），一般容易实现铸件质量良好和浇注安全（对EPS+EMPPA共聚树脂模型更为突出。） （5） 挡渣作用：由浇口杯内液面保持一定、不断流来保证。 为了强化挡渣作用，有的工厂还采用过滤网，放在浇口杯下或内浇道前。 5.5 浇注工艺 5.5.1 浇注温度的确定 由于模型气化是吸热反应，需要消耗液体金属的热量，浇注温度应高一些。 虽然在负压下浇注，充型能力大为提高，但从顺利排出EPS固液相产物也要求温度高一些，特别是球铁件为减少参碳、皱皮等缺陷，温度偏高些对铸件质量有利。 一般推荐EPC工艺浇注温度比砂型铸造提高30～50℃， 对铸铁件而言，最后浇注的铸件浇注温度应高于1360℃。 表6是推荐的浇注温度的适宜范围。 5.5.2 负压的范围和时间的确定 负压的作用是： （1） 紧实干砂，防止冲砂和铸型崩散、型壁移动（尤其是球铁更为突出）； （2） 加快排气速度和排气量，降低界面气压，加快金属前沿的推进速度，提高充型能力，有利于减少铸铁件表面碳缺陷。 （3） 提高铸件的复印性，铸件轮廓更加清晰。 （4） 在密封下浇注，改善工作环境。 负压大小和范围： （1）根据合金的种类选定负压的范围，见表7。 铸件较小负压可选低一些，重量大或一箱多铸可选高一些，顶注可选高一些，壁厚或瞬时发气量大也可选略高一些。 在浇注过程中，负压常会发生变化，开始浇注时负压降低，达到最低值后，又开始回升，最后恢复到初始值。 浇注过程中负压下降到最低点不应低于（铸铁件）100～200kPa，生产上最好是控制在200 kPa以上，不允许出现正压状态，可通过阀门调节负压，保持在最低限度以上。 （2） 保压时间：推荐以下公式： 铸钢件：t=K.M2，一般铸钢件K=2.8，M为铸件模数（cm）；t为凝固时