當代工業(yè)中常用特種消失模鑄造技術

消失模鑄造技術(EPC或LFC)是用泡沫塑料制作成與零件結構和尺寸   一樣的實型模具，經(jīng)浸涂耐火粘結涂料，烘干后進行干砂造型，振動緊實，然后澆入金屬液使模樣受熱氣化消失，而得到與模樣形狀一致的金屬零件的鑄造方法。消失模鑄造是一種近無余量、   成形的新技術，它不需要合箱取模，使用無粘結劑的干砂造型，減少了污染，被認為是21世紀   可能實現(xiàn)綠色鑄造的工藝技術。但消失模鑄造中由于泡沫模樣的存在，澆注溫度通常較高，容易產(chǎn)生粘砂、增碳、冷隔、氣孔和夾渣等鑄造缺陷，消失模鑄件的組織晶粒相對粗大，組織致密度不夠好，鋁鎂等有色消失模鑄件中縮孔、縮松缺陷較多，從而導致鑄件性能下降。如何提高消失模鑄造的充型能力、減少縮孔縮松缺陷、提高 大型鑄件的組織致密度和力學性能、細化組織晶粒、消除各種消失模鑄造缺陷等，已是消失模鑄造技術研究發(fā)展的方向。
1、壓力消失模鑄造技術
壓力消失模鑄造技術是消失模鑄造技術與壓力凝固結晶技術相結合的鑄造新技術，它是在帶砂箱的壓力灌中，澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后，迅速密封壓力灌，并通入   壓力的氣體，使金屬液在壓力下凝固結晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術的特點是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷，提高鑄件致密度，改善鑄件力學性能。這是因為在加壓凝固時，外力對枝晶間液相金屬的擠濾作用和使初凝枝晶發(fā)生顯微變形，并且大幅提高了冒口的補縮能力，使鑄件內(nèi)部縮松得到改善。另外，加壓凝固使析出氫需   高的內(nèi)壓力才能形核形成氣泡，從而抑制氣孔的形成，同時壓力增加了氣體在固相合金中的溶解度，使可能析出的氣泡減少。
2、真空低壓消失模鑄造技術
真空低壓消失模鑄造技術是將負壓消失模鑄造方法和低壓反重力澆注方法復合而發(fā)展的一種新鑄造技術。該方法是將上涂料的泡沫塑料模樣埋入干砂，振動緊實造型，然后將砂箱迅速和帶升液管的低壓澆注系統(tǒng)連接密封，并向增鍋爐中通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，進入砂箱底部澆道，此時打開消失模砂箱上的真空裝置，金屬液在低壓作用下上升使泡沫模樣氣化而填充模腔，模樣分解氣體被真空負壓抽走，澆注完成后保持壓力   時間至鑄件   凝固，解除金屬液面上的氣體壓力，使升液管中的未凝固金屬液流回增鍋中，推出砂箱，關閉真空，取出鑄件。
真空低壓消失模鑄造技術的特點是：綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術優(yōu)越性，在可控的氣壓下完成充型過程，大大提高了合金的鑄造充型能力；與壓鑄相比，設備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理強化；而與砂型鑄造相比，鑄件的精度高、表面粗糙度小、生產(chǎn)率高、性能好；反重力作用下，直澆口成為補縮短通道，澆注溫度的損失小，液態(tài)合金在可控的壓力下進行補縮凝固， 合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡單有效、成品率高、組織致密；真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低，適合于多種有色合金。
3、振動消失模鑄造技術
振動消失模鑄造技術是在消失模鑄造過程中施加   頻率和振幅的振動，使鑄件在振動場的作用下凝固，由于消失模鑄造凝固過程中對金屬溶液施加了   時間振動，振動力使液相與固相間產(chǎn)生相對運動，而使枝晶破碎，增加液相內(nèi)結晶核心，使鑄件   終凝固組織細化、補縮提高，力學性能改善。
該技術利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實振動臺，通過振動電機產(chǎn)生的機械振動，使金屬液在動力激勵下生核，達到細化組織的目的，是一種操作簡便、成本低廉、無環(huán)境污染的方法。相比之下，砂型鑄造過程中，如對鑄型施以機械振動，很容易把鑄型振垮；而在金屬型鑄造過程中，由于其冷速過快，振動對結晶的影響作用基本不大。
研究表明不論機械振動、電磁振動，還是聲波和超聲波振動，對金屬都有顯著的細化作用，振動   大的作用是抑制柱狀晶和枝晶生長，形成小的等軸晶，因此，能顯著的提高鑄件的密度和機械性能。影響振動細化效果的因素有振動頻率、振動幅度、振動強度、振動位置、振動時刻和時間、振動方式等。
4、半固態(tài)消失模鑄造技術
半固態(tài)消失模鑄造技術是消失模鑄造技術與半固態(tài)技術相結合的新鑄造技術，由于該工藝的特點在于控制液固相的相對比例，也稱轉(zhuǎn)變控制半固態(tài)成形。由于鑄鐵的凝固溫度大約為1150℃、熔煉溫度為1500℃、一般砂型鑄造澆注溫度為1400℃~1450℃，如果采用半固態(tài)消失模鑄造方法，可以將鑄鐵的澆注溫度設在1250℃僅僅高于結晶溫度100℃)左右進行消失模鑄造澆注，從而   控制液相收縮、相變收縮、石墨化膨脹、凝固變形和氣體夾雜等。
5、消失模殼型鑄造技術
消失模殼型鑄造技術是熔模鑄造技術與消失模鑄造結合起來的新型鑄造方法。該方法是將用發(fā)泡模具制作的與零件形狀一樣的泡沫塑料模樣表面涂上數(shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的泡沫塑料模樣燃燒氣化消失而制成型殼，經(jīng)過焙燒，然后進行澆注，而獲得較高尺寸精度鑄件的一種新型精密鑄造方法。它具有消失模鑄造中的模樣尺寸大、精密度高的特點，又有熔模精密鑄造中結殼精度、強度等優(yōu)點。與普通熔模鑄造相比，其特點是泡沫塑料模料成本低廉，模樣粘接組合方便，氣化消失容易，克服了熔模鑄造模料容易軟化而引起的熔模變形的問題，可以生產(chǎn)較大尺寸的各種合金復雜鑄件。
6、消失模懸浮鑄造技術
消失模懸浮鑄造技術是消失模鑄造工藝與懸浮鑄造結合起來的一種新型實用鑄造技術。該技術工藝過程是金屬液澆入鑄型后，泡沫塑料模樣氣化，夾雜在冒口模型的懸浮劑或?qū)腋┓胖迷谀幽程囟ㄎ恢茫驅(qū)腋┡cEPS一起制成泡沫模樣)與金屬液發(fā)生物化反應從而提高鑄件整體或部分)組織性能。該方法發(fā)明于前蘇聯(lián)，發(fā)展和成熟于   和日本。