6）具有减轻铸件重量约1/3的优势。

7）可以减小机加工余量，对某些零件甚至可以不加工。大大减少了机加工和投资。

8）与传统空腔铸造方法相比，模具投资下降。 9）完全消除了传统的落砂和出芯工序。 5.4.2 原辅料供应

铸造所需原料为高炉铁水及废钢，由周围的地区各小高炉厂家供给。生产铸件原料是必须经过严格挑选符合化学成分要求的废钢或铁水（本计划为合格高炉铁水），并准确地调整碳、硅等化学成分和严格控制铁水中硫含量及温度。电炉经过升温、成分调整后而得到合格的低磷的钢水，然后浇注铸件。

1：高炉铁水： 10500吨/年 2：废钢 4500吨/年 3：孕育剂 300吨/年 4：聚苯乙烯塑料 120吨/年 5：耐火材料 200吨/年 6：砂 14800吨/年 7：回炉铁 2000吨/年 5.4.3 生产工艺和主要设备 5.4.3.1 生产工艺流程

生产工艺流程：

5.4.3.2 工艺流程简述

铸造的主要原料为铁水、废钢，铁水通过铁水罐车运往铸钢水生产车间。由铁水罐进入电炉调整铁水成分、提高温度注入消失模进行浇注。

消失模铸造的工艺流程如下： 1）预发泡

模型生产是消失模铸造工艺的第一道工序，复杂铸件需要数块泡沫模型分别制作，然后再胶合成一个整体模型。模型的成型工艺分为两步，第一步是将聚苯乙烯珠粒预发到适当密度，一般通过蒸汽快速加热来进行，此阶段称为预发泡。

2）模型成型

经过预发泡的珠粒先进行稳定化处理，然后再送到成型机的料斗中，通过加料孔进行加料，模具型腔充满预发的珠粒后，开始通入蒸汽，使珠粒软化、膨胀，挤满所有空隙并且粘合成一体，这样就完成了泡沫模型的制造过程，此阶段称为蒸压成型。

成型后，在模具的水冷腔内通过大流量水流对模型进行冷却，然后打开模具取出模型，此时模型温度高且强度较低，所以在脱模和储存期间必须谨慎操作，防止变形及损坏。

3）模型簇组合

模型在使用之前，必须存放适当时间使其熟化稳定，典型的模型存放周期多达30天，而对于用设计独特的模具所成型的模型仅需存放2个小时，模型熟化稳定后，可对分块模型进行胶粘结合。

分块模型胶合使用热熔胶在自动胶合机上进行。胶合面接缝处应密封牢固，以减少产生铸造缺陷的可能性。

4）模型簇浸涂

为了使每一箱在浇注生产更多的铸件，将许多模型胶接成簇，把模型簇浸入耐火涂料中，然后在大约30～60C（86-140F）的空气循环烘炉中干燥2～3个小时，干燥之后，将模型簇放入砂箱，填入干砂振动紧实，必须使所有模型簇内部孔腔和外围的干砂都得到紧实和支撑。

5）浇注

模型簇在砂箱内通过干砂振动充填坚实后，铸型就可浇注，铁水浇入铸型后（约在1425C/2600F），模型气化被金属所取代形成铸件。

在消失模铸造工艺中，浇注速度比传统空型铸造更为关键。如果浇注过程中断，砂型就可能塌陷造成废品。因此为减少每次浇注的差别，本次设计使用自动浇注机。

6）落砂清理

浇注之后，铸件在砂箱中凝固和冷却，然后落砂。铸件落砂相当简单，倾翻砂箱铸件就从松散的干砂中掉出。随后将铸件进行自动分

离、清理、检查并放到铸件箱中运走。

干砂冷却后可重新使用，金属废料可在生产中重熔使用。 7) 熔炼保温设备

为了确保铁水的质量，熔炼设备选用电炉与精炼炉双联工艺。根据铸造的钢水需要量,工程选择四座10吨中频炉、二座5吨中频炉。 5.4.4 消失模铸造的主要优点

1、铸件尺寸形状精确，重复性好，具有精密铸造的特点； 2、铸件的表面光洁度高；

3、取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品；

4、不合箱、不取模，大大简化了造型工艺，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品。

5、采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品；

6、大大简化了砂处理系统，型砂可全部重复使用，取消了型砂制备工部和废砂处理工部；

7、落砂极其容易，大大降低了落砂的工作量和劳动强度； 8、铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少50%以上； 9、可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷；

10、负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩，提高了铸件的组织致密度；

11、组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率；

12、减少了加工余量，降低了机加工成本；

13、易于实现机械化自动流水线生产，生产线弹性大，可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、大小不同铸件的生产；

14、可以取消拔模斜度；

15、使用的金属模具寿命可达10万次以上，降低了模具的维护费用；

16、减少了粉尘、烟尘和噪音污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度，以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业；

17、简化了工艺操作，对工人的技术熟练程度要求大大降低； 18、零件的形状不受传统的铸造工艺的限制，解放了机械设计工作者，使其根据零件的使用性能，可以自由地设计最理想的铸件形状；

19、可减轻铸件重量； 20、降低了生产成本；

21、简化了工厂设计，固定资产投资可减少30-40%，占地面积和建筑面积可减少30-50%，动力消耗可减少10-20%；

22、消失模铸造工艺应用广泛，不仅适用于铸钢、铸铁，更适用于铸铜、铸铝等；

23、消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件，更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件；

24、消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注，促进特殊要求的金相组织的形成，有利于提高铸件的内在质量；

25、在干砂中组合浇注，脱砂容易，温度同步，因此可以利用余热进行热处理。特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理，效果非常理想，能够节约大量能源，缩短了加工周期；

26、利用消失模铸造工艺，可以根据熔化能力，完成任意大小的铸件。

传统粘土砂型铸造与消失模铸造工艺特点的比较

项 目 模型工艺 1．开边 传统砂型铸造 必须分型开边，便于造型 消失模铸造 无须开边