消失模铸造工艺、原理与应用全解析

一、什么是消失模铸造？基本原理是什么？

核心原理： 使用与铸件形状全部一致的泡沫塑料模型（含浇注系统），替代传统的木模或金属模。模型被埋在干砂中，浇注时高温金属液接触泡沫模型使其速度适宜汽化消失，金属液占据模型空间，冷却凝固后形成铸件。

关键步骤：

1. 模型制作： 将可发性聚苯乙烯（EPS）或共聚物（STMMA）珠粒预发泡、熟化，再置入铝合金模具中发泡成型，制成整体泡沫模型簇。

2. 模型组合与涂料： 将模型、浇冒口组合，浸涂耐火涂料（水基或醇基），烘干形成较高强度透气涂层。

3. 填砂与振动： 将模型簇放入砂箱，填入不含粘结剂的干石英砂，通过三维振动紧实。

4. 浇注： 在负压（真空）环境下浇注金属液，泡沫汽化产生的气体被涂层阻挡、被负压抽走。

5. 冷却落砂清理： 铸件凝固冷却后，倾翻砂箱落砂，深受带浇冒口的铸件，经清理打磨获得成品。

二、消失模铸造有哪些突出优点？

• 精度好、少加工： 泡沫模型易加工复杂曲面与内腔，铸件尺寸准确（可达CT7-CT8），显著减少机加工余量。

• 设计自由度高： 可整体成型传统铸造难以实现的复杂结构（如弯曲水道、异形空腔），减少分型面与合箱误差。

• 工序简化、成本低： 省去传统造型中的取模、合箱、制芯工序；无需粘结剂，旧砂回用率高（>90%）；生产自动化程度好。

• 环保性好： 使用干砂无化学粘结剂，粉尘少；泡沫燃烧产物可控（尤其STMMA材料更环保）。

• 铸件质量优： 金属液在负压下充型，流动性增强，组织致密；无飞边毛刺。

三、消失模铸造的主要缺点和挑战是什么？

• 模具成本高： 铝合金发泡模具制造周期长、费用高，适合大批量生产摊薄成本。

• 模型制作要求高： 泡沫模型密度、干燥程度需要均匀，涂料厚度与透气性控制严格。

• 易产生特有缺陷：

• 碳缺陷： 泡沫分解残留物导致铸件表面皱皮或内部增碳（铸铁件常见）。

• 气孔夹渣： 分解气体排出不畅或涂层剥落卷入金属液。

• 变形： 泡沫强度低，填砂振动时可能变形。

• 工艺控制复杂： 浇注温度、速度、负压度等参数匹配要求高，需优良调试。

四、如何克服“碳缺陷”和“气孔”问题？

• 优化模型材料： 采用STMMA（苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物）替代纯EPS，其裂解更透彻，残留碳少。

• 严格控制涂料： 确认涂层高温强度好、透气性高且均匀，效果优良阻隔液态产物渗入砂型。

• 准确控制工艺参数：

• 浇注温度： 适当提高（比传统工艺高30-50°C），推进泡沫全部分解。

• 浇注速度： 保护连续、平稳、速度适宜充型，减少气体产生量。

• 负压度： 足够且稳定的真空度（通常在-0.02至-0.06 MPa），及时抽走气体与液态产物。

• 优化浇冒系统设计： 利于金属液平稳速度适宜充型，利于气体和渣滓排出。http://www.npjgjx.com/

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