消失模鑄造泡沫模樣的生產(chǎn)（一）

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫球墨鑄鐵鑄件生產(chǎn)技術(shù)課程消失模鑄造五 消失模鑄造泡沫模樣的生產(chǎn)主講教師：張木消失模鑄造泡沫模樣的生產(chǎn)消失模的制造方法可分為用壓型發(fā)泡成型和用泡沫板加工制造兩種。一般說來，對(duì)于大量和成批生產(chǎn)用的中、小型消失模，采用壓型發(fā)泡成型方法；對(duì)單件和小批生產(chǎn)用的大、中型消失模，采用泡沫板加工方法制造。消失模的制造工藝過程如圖1所示。圖1 消失模的制造工藝過程（a)壓型發(fā)泡成型 （b)用泡沫板加工制造本節(jié)重點(diǎn)介紹壓型發(fā)泡成型方法。壓型發(fā)泡成型方法的制造主要分為兩個(gè)步驟，第一步是珠粒的預(yù)發(fā)泡及熟化，獲得所需的容積密度，第二步是發(fā)泡成型。預(yù)發(fā)泡是一個(gè)關(guān)鍵的操作，基本確定珠

2、粒的容積密度和成型。預(yù)發(fā)泡工藝控制得不合適，聚苯乙烯的容積密度和尺寸精度就會(huì)受到影響。一、預(yù)發(fā)泡（1）可發(fā)性樹脂珠粒的選擇目前我國(guó)生產(chǎn)EPS（可發(fā)性聚苯乙烯）原始珠粒的廠家大部分都集中在江蘇、浙江等省。生產(chǎn)EPMMA樹脂的原始珠粒廠家有杭州，寧波等市。這些生產(chǎn)廠家都有自己的標(biāo)號(hào)和工藝。應(yīng)根據(jù)它們的規(guī)定進(jìn)行操作。在購買珠粒時(shí)，一定要看好生產(chǎn)日期和有效期，超過有效期的珠粒是不能用的。珠粒購回后要按要求保存，不用時(shí)就不要開箱，若要開箱發(fā)泡，最好一次把它用完，用不完要把剩下的包裝好存放，以備下次再用。用戶根據(jù)自己鑄件的大小、壁厚、幾何形狀選擇珠粒，其目的是減輕泡沫模樣質(zhì)量，從而減少遇到金屬液時(shí)的發(fā)氣量

3、。為使模型表面網(wǎng)紋細(xì)小，輪廓清晰，只能用較小的珠粒，如T型和X型珠粒，原始珠粒的尺寸越小，就越有利于生產(chǎn)出壁厚較薄的模型，珠粒的膨脹倍率一般為2050倍，密度達(dá)到1927克/升。一般珠粒戊烷含量為4%，即能成功的預(yù)發(fā)泡。預(yù)發(fā)泡過程中大約損失1%2%的戊烷，剩下2%3%。成型過程中仍要損失一定的戊烷，這樣，模型中僅剩下1.5%2.0%的戊烷，模型儲(chǔ)存30天以后，戊烷的含量一般降到0.5%，戊烷的揮發(fā)率越低，越有利于預(yù)發(fā)泡和成型。（2）預(yù)發(fā)泡預(yù)發(fā)泡決定著模型的密度、尺寸穩(wěn)定性及尺寸精度，是得到合格消失模模型的關(guān)鍵工序。預(yù)發(fā)泡的原理是當(dāng)溫度高于80時(shí)聚苯乙烯開始軟化，戊烷形成氣泡核心，一旦泡孔形成，

4、蒸汽就向泡內(nèi)滲透，泡孔內(nèi)壓力逐漸增加，孔漲大。消失模鑄造模型所需珠粒量遠(yuǎn)比泡沫板材少，通常都采用間歇式預(yù)發(fā)機(jī)。主要有真空預(yù)發(fā)和蒸汽預(yù)發(fā)兩種形式。真空預(yù)發(fā)可以使預(yù)發(fā)珠粒達(dá)到比較低的預(yù)發(fā)密度，例如EPS度可達(dá)16kg/m3，EPMMA密度可達(dá)到20kg/m3。同時(shí)，預(yù)發(fā)珠粒含水量少、發(fā)泡劑損失小。國(guó)內(nèi)現(xiàn)普遍采用間歇式蒸汽預(yù)發(fā)機(jī)，EPS預(yù)發(fā)泡溫度100左右；EPMMA預(yù)發(fā)泡溫度高些，為120130；STMMA介于兩者之間，預(yù)發(fā)泡溫度為105115。蒸汽預(yù)發(fā)后，預(yù)發(fā)珠粒水分含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)10%左右，制料后必須經(jīng)過干燥處理。二、預(yù)發(fā)珠粒的熟化處理經(jīng)過預(yù)發(fā)泡的珠粒，由于驟冷造成泡孔中發(fā)泡劑和滲入蒸汽的

5、冷凝，使泡孔內(nèi)形成真空。如果立即送去發(fā)泡成型，珠粒壓扁以后就不會(huì)再復(fù)原，模樣質(zhì)量很差，必須貯存一個(gè)時(shí)期，讓空氣滲入泡孔中，使殘余的發(fā)泡劑重新擴(kuò)散、分布均勻，這樣就可以消除泡孔內(nèi)部分真空，保持泡孔內(nèi)外壓力的平衡，使珠粒富有彈性，增加模樣成型時(shí)的膨脹能力和模樣成型后抵抗外壓變形、收縮的能力，這個(gè)必不可少的過程叫做熟化處理。熟化處理合格的珠粒是干燥而有彈性，同時(shí)殘存發(fā)泡劑的含量要符合要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%以上)。最合適的熟化溫度是2025，溫度過高，發(fā)泡劑的損失增大；溫度過低，減慢了空氣滲入和發(fā)泡劑擴(kuò)散的速度。最佳熟化時(shí)間取決于熟化前預(yù)發(fā)珠粒的濕度和密度。一般來講，預(yù)發(fā)珠粒的密度越小，熟化時(shí)間越長(zhǎng)；預(yù)發(fā)珠粒的濕度越大，熟化的時(shí)間也越長(zhǎng)。三、模型成型經(jīng)過預(yù)發(fā)泡的珠粒要先進(jìn)行穩(wěn)定化處理，然后再送到成型機(jī)的料斗中，通過加料孔進(jìn)行加料，模具型腔充滿預(yù)發(fā)的珠粒后，開始通入蒸汽，使珠粒軟化、膨脹，擠滿所有空隙并且黏合成一體，這樣就完成了泡沫模型的制造過程，此階