常 亮

（天津虹岡鑄鋼有限公司，天津 300457）

消失模鑄造也被稱作實型鑄造，選擇與鑄件尺寸形狀相似度高的石蠟、泡沫模型，將其粘結(jié)之后組合成為模型簇，在上方涂刷耐火涂料，烘干處理放置于干石英砂內(nèi)，采用振動造型的方式，利用負壓作用進行澆注，模型充分氣化后液體金屬會填充模型，放置冷卻凝固便可得到鑄件。這種新型鑄造法和傳統(tǒng)鑄造方法對比，工藝和參數(shù)存在差異，沖壓模具生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)產(chǎn)品線收縮問題，直接影響到后期產(chǎn)品裝配。為了能夠解決該問題，最大程度減小精度誤差，需要在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)展開數(shù)據(jù)跟蹤，深入分析導致消失模鑄造沖壓模具產(chǎn)品線收縮問題的原因，總結(jié)有效的解決方案。

1 消失模鑄造方法

1.1 EPC法

圖1 消失模鑄造EPC法示意圖

EPC法被稱之為干砂無粘結(jié)劑抽真空造型法，原理是泡沫消失模、真空密封造型之間結(jié)合的一種鑄造技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中的應用十分廣泛（如圖1）。因為金屬液澆注是在真空狀態(tài)進行，所以進入到型腔之后，鑄件表面具有極高的精度，因為該方法不需要混砂，所以操作流程也非常簡便，生產(chǎn)過程中鑄件落砂清理起來比較容易，避免粉塵污染，也降低氣孔、根部因為添加物導致的鑄造問題[1]。若采用EPC法進行鑄造，模具若尺寸不同，還需搭配對應的砂箱、抽真空設備，這就會增加鑄造流程的復雜性與生產(chǎn)成本。尤其是大規(guī)模模具運行必須要功率較大的真空負壓系統(tǒng)支撐，所以如果鑄造廠生產(chǎn)條件不符，無法保證最終鑄造質(zhì)量。雖然EPC法有諸多優(yōu)勢，但是會受到鑄件尺寸、重量的影響而降低模具鑄造效果，所以今后對于EPC法的運用，必須要結(jié)合實際需求。

1.2 FM法

FM法被稱作粘結(jié)劑自硬砂實型鑄造法，鑄鐵件生產(chǎn)環(huán)節(jié)會將呋喃樹脂自硬砂作為填充鑄型材料，并且覆蓋到汽化泡沫模之外，當鑄型完全硬化之后便可將澆筑鐵液至型腔內(nèi)，砂型內(nèi)部的泡沫模砂型經(jīng)過燃燒全部消失之后即可完成鑄件。FM法節(jié)省砂型鑄造起模、翻箱、下芯、合箱等流程，提高鑄件精度，也減少了勞動量與生產(chǎn)時間，比較適合在大型單件鑄鐵模具鑄造中運用[2]。FM法的主要材料為樹脂自硬砂，適合在大型汽車模具、五金沖壓模具生產(chǎn)中運用。

2 消失模鑄造沖壓模具產(chǎn)品線收縮問題討論

2.1 沖壓模具線性收縮

在所有的消失模鑄造工藝當中模樣制造十分關鍵，這一環(huán)節(jié)采用可發(fā)性樹脂珠粒作為主要材料，可選擇的類型包含EPS與EPMMA等，因為EPMMA成本比較貴，所以在消失模鑄造沖壓模具生產(chǎn)中，更多是將EPS板材作為原材料。完成模型制造之后不能立即達到要求的干燥狀態(tài)，模型內(nèi)的水分揮發(fā)不徹底，工作人員可以在組織生產(chǎn)期間，隨機抽取25件結(jié)構(gòu)不同的模具組織實驗，詳細記錄實驗數(shù)據(jù)，并且展開跟蹤驗證，選擇最高點、最低點，將模具烘干，要求環(huán)境溫度達到60℃，烘干時間為25h，測量選擇的基準測量點，準確計算之后，得出EPS板材作為原材料加工泡沫模型所呈現(xiàn)的線性收縮率，如果滿足產(chǎn)品參數(shù)要求即可批量生產(chǎn)。

2.2 模具鑄件線性收縮

消失模鑄造的其中一個環(huán)節(jié)是白模噴涂，模具造型經(jīng)過埋砂、熔解澆注、鑄件等一系列處理流程，針對金屬材料進行熔解澆注，澆注溫度應該提前冷卻至室溫，期間涉及到三個收縮階段，從白模到黑模的這一環(huán)節(jié)，模型難免會出現(xiàn)收縮，對模型進行測量，工作人員采用線收縮的形式加以呈現(xiàn)，預先設置基準測量點，并且進行跟蹤，再與之前所得數(shù)據(jù)統(tǒng)計綜合分析，作為灰鐵模具生產(chǎn)過程線性收縮計算的依據(jù)，得出線性收縮率之后，隨機選擇產(chǎn)品展開實驗，在實驗過程中重點跟蹤樣品的長、寬度尺寸變化，可將模型制作比例適當調(diào)整[3]。根據(jù)試驗跟蹤結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)模型長、寬尺寸變化存在異常，例如鑄件尺寸大于實際尺寸，如果出現(xiàn)這一現(xiàn)象建議根據(jù)沖壓模具生產(chǎn)參數(shù)規(guī)范進行調(diào)整。如果非加工面鑄件和實際尺寸之間存在誤差，則要分析具體原因，如果是因為測量方法和讀值等導致，建議更換新測量方式，并且重復檢查數(shù)值。此外，鑄件尺寸超出實體尺寸的誤差范疇，那么在實驗跟蹤與驗證環(huán)節(jié)，便可以計算消失模鑄造沖壓模型產(chǎn)品的合格率。

通過實驗分析可知，鑄件收縮率在設計消失模模具環(huán)節(jié)，屬于非常關鍵的一項工藝，鑄造生產(chǎn)環(huán)節(jié)必須要科學選擇，尤其是材料方面，必須充分考慮合金收縮、模型材料收縮這兩點因素，明確工藝收縮率，確保最終產(chǎn)品鑄造滿足尺寸規(guī)范。此外，因為模具產(chǎn)品精度不斷提升，鑄件精度、質(zhì)量也必須要滿足客戶要求。這就需模具鑄件生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強對產(chǎn)品精度與質(zhì)量的重視，積極探索消失模鑄造沖壓模具產(chǎn)品新工藝，保證產(chǎn)品鑄造解決，解決線收縮問題。

3 消失模鑄造沖壓模具發(fā)展前景

我國經(jīng)濟水平的提升帶動了工業(yè)的不斷發(fā)展，大型模具生產(chǎn)需求量也在這一環(huán)境下不斷增加，并且面臨質(zhì)量方面的嚴格要求。以往大中型沖壓模具主要是以鍛造合金鋼模具為主，但是相關原材料的價格比較高，加上利用率較低，生產(chǎn)過程繁瑣，無法保證沖壓件的精度，所以在實際生產(chǎn)中并沒有完全普及。經(jīng)過實驗與探索發(fā)現(xiàn)，球墨鑄鐵材料的屈服強度、屈強比大于普通鋼材料，基體組織和鋼材料一致，石墨為球狀分布，應力集中的可能性比較小。同時，該材料可以浸入潤滑油，組織內(nèi)石墨也帶有自潤滑的效果，在沖壓模具生產(chǎn)中可以降低拉伸摩擦力，今后生產(chǎn)中必然會得到全面普及與應用[4]。

消失模鑄造具有較高的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)過程效率高，是模具制造重要技術(shù)。泡沫材料成型環(huán)節(jié)，采用預發(fā)泡模腔蒸壓成型的方式便可獲得預期效果，所得模具胚料精度非常高，并且無須繁瑣的加工流程，鑄造模具尺寸與表面光潔度也滿足規(guī)范要求。除此之外，銅、鋁合金與強度較高的灰鑄鐵等材料，在消失模鑄造沖壓模具生產(chǎn)中也有非常廣泛的運用，結(jié)合當前生產(chǎn)現(xiàn)狀，消失模法已經(jīng)成為球鐵模具的主要工藝，并且代替?zhèn)鹘y(tǒng)合金鋼模具，這是今后工業(yè)領域的主要發(fā)展趨勢，特別是汽車覆蓋件沖模、家電外殼沖壓成型模具生產(chǎn)這兩個方面。針對球鐵模具進行精加工處理，工作面采用表面淬火處理的方式，可以提高產(chǎn)品耐磨性，有效提升模具表面洛氏硬度。

結(jié)合當下市場中工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，其中汽車與家電兩個產(chǎn)業(yè)占據(jù)重要位置，無論是產(chǎn)品更新?lián)Q代還是改型均呈現(xiàn)出極高的效率，但是汽車模具、五金沖壓模具產(chǎn)品供應卻需要在今后加以完善。尤其要關注鑄造模具技術(shù)的開發(fā)與應用，著重解決產(chǎn)品線收縮問題，保證相關產(chǎn)品的及時供應，是今后行業(yè)發(fā)展的關鍵著手點。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合消失模鑄造沖壓模具產(chǎn)品產(chǎn)生的線收縮問題，工作人員需要結(jié)合實際分析根本原因，并且及時采取相應手段將線收縮問題解決，提高模具生產(chǎn)質(zhì)量與效率，保證尺寸參數(shù)精度，從源頭上杜絕質(zhì)量問題，創(chuàng)新消失模鑄造工藝。