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消失模涂料与真空密封造型设备及生产线

  消失模涂料是将泡沫塑料模样涂敷耐火涂料并烘干后,埋在型砂中振动紧实,在真空负压条件下浇注,高温金属液使模样汽化并置换模样位置,凝固冷却后形成铸件的方法。消失模涂料具有生产率高、劳动强度低、铸件尺寸精度高、窬易实现清洁生产等特点,被国内外铸造界誉为“21世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。


消失模涂料与真空密封造型设备及生产线


  真空密封造型又称V法造型、真空薄膜造型。真空密封造型法是在可抽真空的模样表面覆盖塑料薄膜,在砂箱内填入无粘结剂的型砂,振动紧实后用塑料薄膜将砂箱背面密封后抽真空,借助铸型内外的压差使型砂紧实,制成的上、下砂型经下芯、合型、浇注,铸件凝固后解除负压,型砂溃散获得铸件。


  不同的工艺方法要求有相适应的工艺设备和装备。由于消失模涂料工艺、真空密封造型工艺与传统的砂型铸造工艺方法有很大的区别,因此,消失模涂料、真空密封造型工艺所用的设备必然有其特点和特殊性。


  消失模涂料和真空密封造型法都是采用无粘结剂的型砂造型;通过振动使型砂充填到模样的各个部位并得到紧实;采用真空系统抽负压增加砂型的强度和刚度;使用塑料薄膜密封砂箱,依靠砂箱内外压力差增加紧实度。真空密封造型法与消失模涂料过程部分设备的结构、原理是相同的,如真空系统、振动紧实台、型砂除尘和筛分、冷却设备等。4.1消失模涂料设备


  消失模涂料技术包括珠粒选择、模样制造、模具加工,涂料制备、涂敷及干燥,模样组型及浇注系统的设计,型砂选择、填砂造型、振动紧实,浇注、负压控制等;也包括了为满足工艺技术要求的各种装备,如振动紧实台、砂箱、于燥室、模样组型粘接机、涂料涂敷机、真空负压设备等。


消失模涂料与真空密封造型设备及生产线


  传统砂型铸造工艺与消失模涂料工艺的对比如图4-1所示。由图4-I可见,消失模涂料1:序大为简化,不需要分型,不需要取模,不需要下芯合型,不需要混制型砂和芯砂。消失模涂料工艺过程包括珠粒预发泡、泡沫模样制作、浇冒【1组合、涂敷涂料、烘干、填砂振动紧实造型、真空负压浇注、铸件落砂、清理等工序。


  通常把消失模涂料工艺过程分为“白区”和“黑区”两部分。“白区”指白色泡沫塑料模样的制作过程,包括珠粒预发泡、成形、烘干、浇注系统粘接、涂料制备、涂料涂敷以及烘于等工序。“黑区”指将模样放人砂箱、填砂振动紧实、金属熔炼、负压浇注、铸件落砂、清理、热处理等工序。消失模涂料与传统砂型铸造工艺有很大区别,因此,消失模涂料设备必然有其特殊性。消失模涂料没备主要包括:


  (1)制模设备包括预发泡机、成型机或蒸缸、模样粘接机、蒸汽锅炉等。


  图4—1传统砂型铸造工艺与消失模涂料工艺对比


  (2)涂层设备包括涂料制备设备、涂料搅拌箱、涂敷设备、涂层干燥设备等。


  (3)造型设备包括加砂装置、振动紧实台、可抽真空砂箱、砂箱输送设备等。


  (4)落砂设备包括翻箱机或装置、落砂设备、砂箱底漏砂机构等。


  (5)砂处理设备包括型砂筛分设备,型砂冷却设备,磁选设备,型砂水平输送、垂直输送设备等。


  (6)浇注设备包括除通用的浇注设备外,需要真空泵及其辅助装置、真空通断装置等。


  (7)环保设备包括消失模汽化产物净化设备、通用除尘设备等。


  (8)熔化设备包括感应电炉、电弧炉等通用设备。


  (9)清理设备包括去除浇冒口机械、抛丸清理机等通用设备。4.1.1预发泡机


  预发泡机的作用足将含有一定量发泡剂的原始泡沫塑料珠粒加热,使珠粒软化、膨胀成一定直径或达到一定堆积密度,并残留一定量发泡剂的单颗分散的珠粒。


  预发泡机分为连续式预发泡机和间歇式预发泡机。连续式预发泡机多用于泡沫塑料板材的生产。消失模涂料一般采用间歇式预发泡机,它可以通过调整设备的加热温度、加热时间等参数准确控制珠粒预发泡后的密度。预发泡机根据加热方式不同分为蒸汽直热式和间接加热式。


  1.直热式预发泡机


  消失模涂料生产常用的泡沫塑料珠粒主要有可发性聚苯乙烯(EPS)、可发性聚甲基丙烯酸甲酯(EPMMA)、可发性聚甲基丙烯酸甲酯一苯乙烯共聚物(STMMA)珠粒等。


  珠粒预发泡的机理是当高温水蒸气加热泡沫塑料珠粒时,含有发泡剂的珠粒被加热到软化温度之前,发泡剂受热汽化向外扩散,珠粒本身的体积并不长大;当温度上升到软化温度以上时,珠粒内部的发泡剂受热汽化产生的压力使珠粒发生体积膨胀,形成内部互不连通的



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