消失模铸造
把金属直接浇在埋在松散砂中的泡沫模样上
消失模铸造把零件的泡沫复制品埋在松散的砂里,再把金属直接浇在上面。热金属使泡沫汽化,并占据它的确切位置。发动机缸体、气缸盖和船外机零件都是这样做的,往往带有复杂的内部通道,用砂型铸造就需要许多砂芯。
工作原理
制作泡沫模样。 模样由发泡聚苯乙烯珠粒模塑而成,就是一次性杯子用的那种轻质泡沫;单件则手工切割。泡沫浇道被粘上去,复杂的零件可以由几片泡沫粘合而成。
涂覆涂层。 泡沫浸入一层薄薄的耐火(耐热)涂料中,然后晾干。涂层挡住砂子,但让气体通过。
埋入松散的砂中。 涂好涂料的泡沫放入砂箱,周围倒入不含粘结剂的干砂。把砂箱放在振动台上振动,砂就被填实到每个凹处。
浇注。 把熔融金属浇到泡沫浇道上。泡沫在金属前方熔化并变成气体,气体穿过涂层逸入砂中。
倒出砂。 冷却后,把砂箱倾倒;松散的砂流走,可重复使用。铸件被取出,浇道被切掉。
关键数据
- 材料
- 主要是铝合金和铸铁;也有一些钢和铜合金
- 典型零件
- 发动机缸体和气缸盖、进气歧管、船外机壳体、泵体和阀体、艺术品
- 零件尺寸
- 从不到 1 kg 到几百公斤
- 精度
- 100 mm 的特征约 ±0.3 至 ±0.5 mm
- 表面质量
- Ra(平均粗糙度)约 2.5 至 25 µm,常能看到淡淡的泡沫珠粒纹理
- 适合的批量
- 模塑泡沫可大批量;手工切割泡沫可做单件
- 模具与设备成本
- 泡沫用的铝模要几万美元;自动化生产线要几百万美元
- 速度
- 冷却需要几分钟到一小时;自动化生产线大约每分钟浇一箱
优点与局限
优点
- 无需砂芯就能做出复杂形状和内部通道
- 没有分型线,因此没有飞边
- 不含粘结剂的松散砂很容易重复使用
- 几个零件可以合并为一个铸件
局限
- 每做一个零件,就要烧掉一个新的泡沫模样
- 易碎的泡沫模样很容易损坏
- 泡沫残留物可能造成冷隔或积碳等缺陷
- 批量生产时,模塑泡沫模样需要昂贵的工装
应用领域
- 汽车发动机缸体、气缸盖、曲轴、歧管
- 船舶船外机缸体和壳体
- 泵和阀门泵壳、阀体、管件
- 机械变速箱壳体、支架
- 艺术与样件由手工雕刻泡沫做成的单件雕塑和零件
如何识别
- 表面有淡淡的小圆坑图案,是泡沫珠粒留下的。
- 零件上任何地方都没有分型线接缝。
- 泡沫片粘合处有胶线,有时表现为细细的棱。
- 复杂的内部通道一次成形,没有芯头孔。
对比
观看
Heinrichs Made · 新手演示:雕刻泡沫、埋砂、浇注、成品
Brian J · 小作坊的浇注:从泡沫模样到成品零件
FATA Aluminum · 用消失模生产发动机缸体的工业工厂
Завод АКС, ЛВМ и ЛГМ технология литья · 自动化生产线:砂箱、紧实砂和浇注
查看实拍照片
- 维基百科:消失模铸造 — 工艺概述和历史;照片很少,请用下面的搜索
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记住
- 泡沫模样从不取出:金属把它烧掉。
- 松散、不含粘结剂的砂和没有分型线,让铸型很简单。
- 非常适合发动机缸体这类复杂的一体式零件。