消失模鑄造(zao)(Lostfoamcasting，LFC)，又稱實型鑄造(zao)，國內主要的叫(jiao)法還有(you)“干(gan)砂實型鑄造(zao)”“負壓實型鑄造(zao)”，是(shi)將與鑄件尺寸形狀(zhuang)相(xiang)似的石蠟或泡(pao)沫模型粘結組合成模型簇，經過浸涂(tu)耐(nai)火涂(tu)料(liao)(起強化、光潔、透氣(qi)作(zuo)用(yong))并烘干(gan)后，埋(mai)在(zai)干(gan)石英砂中三維(wei)振動(dong)造(zao)型，澆(jiao)鑄造(zao)型砂箱在(zai)負壓狀(zhuang)態下澆(jiao)入(ru)熔化的金(jin)屬液，使高分子材料(liao)模型受熱氣(qi)化抽(chou)出，進而被液體金(jin)屬取代(dai)冷卻凝(ning)固后形成鑄件的一次性(xing)成型新型鑄造(zao)方法。
消失模鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)的(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)原理決(jue)定了它相對傳統鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)工(gong)藝的(de)優越性，可以充(chong)分(fen)適(shi)應現代工(gong)業(ye)對綠色環保、快速批量生產的(de)嚴苛(ke)要求，成為新世紀應用較廣(guang)的(de)高新技術，被稱為“21世紀綠色鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)技術”，帶(dai)代表(biao)了一種未(wei)來鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)技術的(de)改進方向和發展趨(qu)勢。
一(yi)般的可將消(xiao)失模(mo)(mo)鑄(zhu)造(zao)工藝過程歸納(na)為(wei)4大(da)過程，分(fen)別為(wei)制(zhi)造(zao)泡(pao)沫模(mo)(mo)型、涂料、鑄(zhu)造(zao)及(ji)(ji)砂處理，根據各個(ge)過程的工藝特點及(ji)(ji)工作內(nei)容習慣上分(fen)別稱為(wei)白區、黃區、黑區及(ji)(ji)砂處理。
各步驟主(zhu)要內容(rong)為：
1)模(mo)樣制作(白區(qu))：目前可(ke)用于(yu)消(xiao)失模(mo)鑄造的(de)模(mo)樣材料(liao)主(zhu)要有(you)可(ke)發性(xing)聚苯乙烯(簡(jian)稱(cheng)EPS)、可(ke)發性(xing)聚甲基(ji)丙(bing)烯酸(suan)甲酷(ku)(簡(jian)稱(cheng)EPMMA)、可(ke)發性(xing)苯乙烯與甲基(ji)丙(bing)烯酸(suan)甲酷(ku)共聚樹脂(簡(jian)稱(cheng)STMMA)，首先要根(gen)據(ju)鑄件材質及(ji)對鑄件的(de)質量(liang)要求來選擇(ze)泡沫材料(liao)的(de)種類(lei)，再根(gen)據(ju)鑄件的(de)較小壁厚選擇(ze)泡沫珠(zhu)粒的(de)尺寸。
泡(pao)沫(mo)塑料(liao)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)(yang)(yang)制作方(fang)法可以分為板材(cai)(cai)加(jia)工和(he)模(mo)(mo)(mo)具發(fa)泡(pao)成(cheng)形(xing)。板材(cai)(cai)加(jia)工是將泡(pao)沫(mo)塑料(liao)板材(cai)(cai)通過電(dian)熱(re)絲(si)切割，或(huo)銑、鋸、車、刨、磨削機械(xie)加(jia)工，或(huo)手工加(jia)工，然后(hou)膠合裝配成(cheng)所學的(de)泡(pao)沫(mo)塑料(liao)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)(yang)(yang)。發(fa)泡(pao)泡(pao)沫(mo)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)(yang)(yang)制造的(de)工藝過程(cheng)為：原始珠(zhu)粒一(yi)預(yu)發(fa)泡(pao)一(yi)干燥、熟化一(yi)發(fa)泡(pao)成(cheng)形(xing)一(yi)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)(yang)(yang)。板材(cai)(cai)加(jia)工適用于單件(jian)小批(pi)量生(sheng)產大中型模(mo)(mo)(mo)樣(yang)(yang)(yang)。發(fa)泡(pao)成(cheng)工藝則用于成(cheng)批(pi)大量生(sheng)產時制作泡(pao)沫(mo)模(mo)(mo)(mo)樣(yang)(yang)(yang)。
2)涂(tu)(tu)料(liao)(黃區(qu))：消失模(mo)涂(tu)(tu)料(liao)在造型、金屬液填充與(yu)凝(ning)固過(guo)程中，始終(zhong)與(yu)高(gao)溫金屬液、干砂及(ji)模(mo)樣接觸(chu)、相(xiang)互(hu)作(zuo)用，其性(xing)能(neng)好(hao)壞(huai)將直(zhi)接影響消失模(mo)鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)質(zhi)量。涂(tu)(tu)料(liao)可以(yi)防止鑄(zhu)(zhu)件(jian)產(chan)生茹砂，提高(gao)泡(pao)沫塑料(liao)模(mo)樣的(de)(de)剛度防止模(mo)樣變，形進(jin)而保證鑄(zhu)(zhu)件(jian)尺寸精度，有(you)助于泡(pao)沫模(mo)樣熱解的(de)(de)氣體(ti)和(he)液體(ti)產(chan)物順利地通過(guo)涂(tu)(tu)層并經鑄(zhu)(zhu)型排(pai)到型外，進(jin)而防止鑄(zhu)(zhu)件(jian)產(chan)生氣孔、夾渣及(ji)炭黑等缺陷。這就要求(qiu)涂(tu)(tu)料(liao)具有(you)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)耐(nai)(nai)火性(xing)和(he)化學穩定(ding)性(xing)，較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)透氣性(xing)，較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)強度和(he)剛度，良(liang)好(hao)的(de)(de)工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)，如(ru)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)潤濕性(xing)、粘附性(xing)和(he)涂(tu)(tu)掛(gua)性(xing)等。涂(tu)(tu)料(liao)一(yi)般由耐(nai)(nai)火材料(liao)粘結劑載體(ti)(溶劑)、表面活性(xing)劑(懸(xuan)浮劑、觸(chu)變劑)以(yi)及(ji)其他添加(jia)劑組成。
消失模鑄(zhu)造涂(tu)(tu)(tu)料(liao)的(de)涂(tu)(tu)(tu)掛(gua)大(da)都采用浸(jin)涂(tu)(tu)(tu)法(fa)或浸(jin)、淋結合的(de)方法(fa)，此外還有(you)刷涂(tu)(tu)(tu)、噴涂(tu)(tu)(tu)、流(liu)涂(tu)(tu)(tu)法(fa)。浸(jin)涂(tu)(tu)(tu)法(fa)具有(you)生產效率高(gao)、節省涂(tu)(tu)(tu)料(liao)、涂(tu)(tu)(tu)層均勻等(deng)優點(dian)，但由(you)于泡(pao)(pao)沫模樣(yang)密度(du)(du)小(xiao)(xiao)且本身強(qiang)度(du)(du)不高(gao)，浸(jin)涂(tu)(tu)(tu)時浮力(li)大(da)，易導致模樣(yang)變(bian)形或斷(duan)裂，因而(er)要(yao)采取適當(dang)的(de)浸(jin)涂(tu)(tu)(tu)工藝(yi)。涂(tu)(tu)(tu)掛(gua)后要(yao)進(jin)行涂(tu)(tu)(tu)料(liao)的(de)烘干，涂(tu)(tu)(tu)料(liao)烘干受泡(pao)(pao)沫塑料(liao)軟(ruan)化溫度(du)(du)的(de)限制，所以(yi)一(yi)般采用55℃以(yi)下的(de)氣氛中(zhong)烘干2-10小(xiao)(xiao)時。烘干時要(yao)注意(yi)空(kong)氣的(de)流(liu)動，以(yi)降低濕度(du)(du)，提高(gao)烘干效率。
3)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(黑區(qu))：黑區(qu)主要工(gong)作分(fen)為a.造(zao)(zao)型(xing)，即(ji)在真(zhen)空(kong)(kong)系(xi)統(tong)(真(zhen)空(kong)(kong)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用是將砂(sha)(sha)(sha)箱(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)抽(chou)走使密封砂(sha)(sha)(sha)箱(xiang)內(nei)部處于(yu)負壓狀態(tai)，進而固(gu)定(ding)干砂(sha)(sha)(sha)且(qie)將泡(pao)沫(mo)模(mo)樣熱解過(guo)(guo)程(cheng)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱解產(chan)物吸出，加快金(jin)屬液(ye)前沿的(de)(de)(de)(de)(de)(de)推進速度(du)，此(ci)外有(you)助于(yu)改善工(gong)作環境)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)砂(sha)(sha)(sha)箱(xiang)下采用具有(you)良好透氣(qi)性(xing)(xing)(xing)和流(liu)動性(xing)(xing)(xing)可多次使用后保持原來性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)型(xing)砂(sha)(sha)(sha)(普(pu)通(tong)硅砂(sha)(sha)(sha)或者寶珠砂(sha)(sha)(sha))采用柔性(xing)(xing)(xing)管(guan)加砂(sha)(sha)(sha)或者雨淋式加砂(sha)(sha)(sha)來填砂(sha)(sha)(sha)(具體(ti)過(guo)(guo)程(cheng)包括底(di)部砂(sha)(sha)(sha)床準備、放置模(mo)樣簇、填砂(sha)(sha)(sha)振(zhen)動等(deng)步驟)，較后通(tong)過(guo)(guo)振(zhen)動緊實。b.澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)及冷卻凝固(gu)，消(xiao)失(shi)模(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)在澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)由于(yu)金(jin)屬液(ye)泡(pao)沫(mo)塑(su)料模(mo)樣鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)三者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互(hu)作用，使它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)工(gong)藝比普(pu)通(tong)砂(sha)(sha)(sha)型(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)復(fu)雜得(de)多。首先(xian)由于(yu)泡(pao)沫(mo)模(mo)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在，澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)過(guo)(guo)程(cheng)消(xiao)耗大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱能，因此(ci)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)溫度(du)比普(pu)通(tong)砂(sha)(sha)(sha)型(xing)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)要高(gao)(gao)30~50℃。再(zai)次消(xiao)失(shi)模(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)(zao)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)過(guo)(guo)程(cheng)一(yi)般采取慢一(yi)快一(yi)慢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)方式，一(yi)開始(shi)為了防(fang)止反噴(pen)，接(jie)著要防(fang)止澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)不足，較后要防(fang)止金(jin)屬液(ye)外溢。較后一(yi)定(ding)范圍內(nei)適當(dang)提(ti)高(gao)(gao)真(zhen)空(kong)(kong)度(du)，有(you)助于(yu)提(ti)高(gao)(gao)金(jin)屬液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)動性(xing)(xing)(xing)，進而提(ti)高(gao)(gao)澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)質量，但真(zhen)空(kong)(kong)度(du)太高(gao)(gao)也易帶來一(yi)些滲(shen)透茹砂(sha)(sha)(sha)等(deng)缺(que)陷(xian)。
4)砂處理：澆鑄(zhu)結(jie)束(shu)后(hou)，關閉(bi)真(zhen)空閥，待鑄(zhu)件冷(leng)(leng)凝后(hou)翻(fan)箱，取(qu)出(chu)鑄(zhu)件。具體步驟為(wei)篩分輸送機(ji)(ji)篩出(chu)合格型砂一(yi)鏈(lian)式(shi)提(ti)升機(ji)(ji)一(yi)臥式(shi)冷(leng)(leng)卻機(ji)(ji)冷(leng)(leng)卻型砂(水(shui)冷(leng)(leng)+風(feng)冷(leng)(leng))一(yi)斗式(shi)提(ti)升機(ji)(ji)一(yi)儲存造型干砂(同時除(chu)塵器(qi)除(chu)去型砂儲)。
