消失模铸造的干砂定型原理探讨

shine

消失模铸造是将泡沫模型埋入无粘结剂的干砂中，进行浇注成形的铸造工艺方法，因此在浇注过程泡沫型气化后，造型干砂与泡沫气化后的空腔之间仅由涂料层隔开，由于涂料层的抗剪强度较低，仅靠涂料层本身的强度，不足于保证型腔完整、避免发生溃型缺陷。为了保证浇注过程正常进行，国内外基于不同的干砂定型思想采用了不同的控制方法。在我国铸铁、铸钢消失模铸造过程中，多采用抽负压定型的方法；据了解，国外消失模铸造无论铸钢、铸铁都不抽负压。长期以来，对此没有一个统一合理的解释。我们通过对消失模铸造过程的试验与生产实践，经过长期的试验总结，认为干砂消失模铸造过程中的干砂定型原理是压差定型，即通过控制涂料层两侧的压力差实现干砂的定型。弄清楚了原理，就可以解释抽负压与不抽负压都能实现消失模铸造成功的问题。下面通过分析气化气体在干砂中的流动、对砂型的固定作用解释干砂定型原理，并解释国内外消失模铸造抽负压与否都可以进行消失模生产的问题。
一、     气体在散状物料中有阻流动对散状物料的吸附固定作用
按照气体动力学原理，气体的流动必须在气体的流动方向上有一定的压力差，气体在散状物料中流动，同样需要压力差，同时由于流动过程中气体通过物料的间隙流动，使气体流动的截面减小，流动阻力增加，同样的流速与流量下，在此有阻流动系统下的流动需要的压力差也增大。由于气体流动在物料两侧产生的压力差，对物料形成沿气体流动方向的拉力或压力，将散状物料吸附固定在阻流面上并随着压力差的增大固紧力加大。这就是气体在散状物料中有阻流动对散状物料的吸附固定作用。除尘系统中的布袋式除尘器的收尘原理就是这样。要实现散状物料在侧壁面上的吸附固定，并在一定时间内保持规定的形状，不发生溃散，必须形成从散状物料边缘到安装有通气滤网的固定壁面之间与被固定物料量参数相适应的压力差，压力差大，则固紧力大，散状物料的紧实度大；压力差小，则固紧力小，散状物料的紧实度小甚至在边缘发生溃散。在生产过程中可以通过出气口抽气在散状物料中形成负压或者在进气口加压送气在散状物料中形成正压两种方式实现在松散物料中的压力差建立。建立了这样的压力差，既可以实现对松散物料的定型。消失模铸造中无粘结剂干砂的定型既是采用了这一原理。
二、     消失模铸造过程中的定型原理及抽负压与否都能使铸件合格成形的解释
1、     消失模铸造过程中产生的气化气体在浇注过程中是通过涂料层进入干砂，并通过干砂排入外界的，根据气体排放过程的运动规律，实现排放就要在砂型中形成由气化后的型腔经涂料层至排气口的压力梯度。为此就要根据气化气体在型腔中形成的气化压力、涂料的透气性、型砂的透气性及排气系统的方式与方法，在砂型中形成一个合适的压力场，从而达到型腔的定型和铸件的成形，这既是消失模铸造充型过程的压差定型原理。下面利用这一原理对国内外消失模铸造抽负压与否进行解释。
2、     关于国内外抽负压与否都可进行消失模铸造的解释
据资料报道，国外消失模铸造过程中，都采用不抽负压的方法，与国内抽负压消失模铸造不同，为什么国外不抽负压可以达到定型并满足浇注要求呢？根据我们的分析，结合我们的实践，我们认为利用消失模铸造的压差定型原理可以解释这一差别。国外消失模铸造不抽负压是建立在依靠气化气体形成的型腔压力、优良的砂型排气条件、相适应的浇注速度、足够的砂型抗压强度等条件下的。他们是利用高的浇注速度快速充填型腔、涂料层适宜的排气速度和型砂优良的排气速度使通过涂料层的气体快速排入收集器，使涂料层外干砂中的压力不能快速升高，从而达到型腔内的气体压力始终高于紧靠涂料的型砂中气体压力一定值，满足浇注过程定型的压差要求以及足够的砂型抗压强度使充型过程中型腔保持完好不变形，生产出合格铸件。
而国内铸铁、铸钢件的消失模铸造采用抽负压的方式进行充型浇注，其主要原因是，国内消失模铸造从一开始就沿用普通砂型铸造的浇注系统设计，并对消失模铸造过程的定型原理不清楚，采用不抽负压的形式不能稳定生产出合格铸件，从而增加的一项工艺措施。由于采用抽负压工艺措施的成功，使得消失模铸造抽负压成为我国消失模铸造生产铸铁、铸钢件的一大特色。用压差定型原理解释这一措施既是：由于我国消失模铸造充型速度普遍较低，充型时间长，涂料层的透气性控制准确度低，型砂的透气性较差，采用不抽负压容易使紧靠涂料层的型砂中压力升高过大，降低型腔与涂料层边缘型砂中的压力差，使得型砂无法定型而产生溃型缺陷。通过抽负压增加了从涂料层边缘到抽真空口的压力差，加快气化气体在型砂中的排气速度，从而保证涂料层边缘的型腔中与型砂中始终保持在一个合理的负压差以上，保证浇注过程的型砂定型，并稳定生产出合格铸件。
三、     结论
根据以上的分析和对国内外消失模铸造干砂定型的解释，我们得出以下结论：
消失模铸造干砂定型是利用消失模铸造涂料层两侧的压力差定型的，抽负压与否只是保持压力差的一项工艺措施，工件铸造过程是否抽负压与具体的铸造工艺工装条件有关，只要工艺工装条件匹配合理，在浇注充型过程中能够确保压力差，就可以生产出合格铸件，不必强调浇注过程是否抽负压。

c12x28l64

消失模铸造是用干砂？干砂是什么型砂，请指教。

lovour

我们车间用的宝珠砂。消失模变形问题有什么好方法解决了

xuwu531

宝珠砂成本不小啊，一般精密铸造才用宝珠砂