消失模铸造的现状和发展趋势

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1、消失模铸造的现状和发展趋势从物理学原理上来说，渣浆泵是离心泵的一种，它的工作原理是通过利用泵中叶轮旋转产生的离心力使固、液混合介质的能量增加，从而将电能转换成泵中节制的动能和势能。离心泵的用途十分广泛：排水、喷灌、建筑中的冷暖水循环増压；锅炉输送高温热水时循坏增压；石油开采等工业行业中的能源输送：空调循坏；易燃易爆液体（如汽油、煤油、柴油）的输送。1■机械密封2•叶轮3•蜗壳4■电机图］.1泵体的结构示意图Fig.l.lSchematicdrawingofpumpbodystructure本课题的研究对彖是渣浆泵的孩心零件——叶轮。泵体的结构示

2、意如图1.L根据•离心泵的工作坏境不同，对叶轮的材料、结构的要求也相应不同。从结构上来区分，叶轮可以分为开式、半闭式和闭式三种（图1.2）。开式叶轮叶片的两个侧面是敞开的由叶片槽道和机壳内壁形成气体通道。半闭式叶轮的叶片槽道则是一侧封闭,一侧敞开。闭式叶轮的结构包括流道叶片和主副叶片，结构复杂。轮盖上装有密封，叶轮与机壳侧面的间隙可以适当放大，有利于检修安装，且前后盖板上可以介理设胃•副叶片从而提高工作效率。本课题中的叶轮多用于矿浆运输的工作坏境下，釆用了闭式结构。(a)闭式叶轮(b)半闭式叶轮(c)开式叶轮图1.2叶轮的分类Fig.L2Cla

3、ssificationoftheimpellers:(a)closedimpeller:(b)singleshroudedwheel;(c)openimpeller木课题中研究的闭式叶轮形状和尺寸全剖图如图1.3所示。图1.3叶轮零件的形状和尺寸Fig.1.3Shapeandsizeoftheimpellerpart材料方面，山于渣浆泵的工作环境恶劣，叶轮必须有•较畐的耐曆性和较离的硬度，故选用耐磨材料Cr26铸铁作为叶轮的本体材料。1.1.2普通砂型铸造詳通砂型铸造是指将产品模样(通常是木质)理于T砂与树脂或粘土等物质混合而成的高强度的型砂中

4、，通过紧实和分型，在型砂内表面制造出模样的形状，再经过取模，形成型腔的过程曰。这种生产方式由来已久，应用于多种金属和合金的铸造过程。因为对成本和技术的要求较低，而且不受生产规模的限制，一直被普遍使用。现有的一些新型铸造方法也大多山普通砂•型铸造改造而来。对于i些结构比较复杂尤其是有空腔的普通砂型铸造件，在铸造的过程中通常会包含型芯的制作。型芯的制作与安装也是特别重要的坏节，一旦定位不准确，就有可能引起铸件的尺寸和形状发生变化。一般来说，砂型铸造用于质屋要求较为宽松或者需要进行机加工的铸件。普通砂型铸造工艺主要有以下优点：(1)可以铸造出外形和内

5、腔比较复杂的毛坯，如各种箱体、机床床身、机架等。(2)适用性广泛，可以生产岀从几克到几百吨的铸件。(3)成本低廉，原材料来源广泛，如铁屑也可以做熔化的原材料。同时，普通砂型铸造工艺也有许多不足Z处：(1)砂型铸造的制芯工艺复杂。(2)砂芯的定位容易产生偏差。(3)尺寸梢度得不到保证。(4)生产效率低，废品率高。(5)铸件中容易出现縮松和缩孔等缺陷。1.1.3消失模铸造消失模铸造作为一种新型的铸造方法⑶，用泡沫模样替代了传统砂型铸造中的木质模样，它的高温降解性满足了消失模的定义。当髙温金属浇注时，泡沫模样受热气化，使型腔的位置被金属液充填，在冷却

6、凝固和落砂后，便得到了形状完整的金属铸件。消失模铸造区别于普通砂型铸造的另外一个特点是，为了避免在气化过程中水分过多，消失模铸造中采用的里砂为干砂，通过施加负压使其紧实。消失模铸造根掘消失模样的制作工艺可以分为两类：山板材加工模样的气化模铸造以及由模具型腔发泡的消失模铸造。顾名思义，气化模的模样是采用泡沫板材，经过数控加工机床制作，继而进行拼接及粘合而成。而填充砂一般采用水玻璃砂或树脂砂。这种方法主要用于生产单件或小批屋的大中型铸件，如机床床身等.由模具发泡成形的消失模铸造则是在专门的模具型腔里发泡制作模样，并用干砂作为填充砂，适用于生产大批星

7、的中小型件，如汽车，发动机缸体，管接头等。根据课题研究对彖的零件大小及结构，本课题的研究方向是模具发泡成形的消失模铸造，即于1990年由美国铸造学会命名为LFC(LostFoamCasting)^的铸造方法。LFC法铸造的工艺过程主要包括：制造泡沫模样一与浇注系统牯合一上涂料—填砂—紧实—浇注—取件。消失模铸造与普通砂型铸造的生产工序对比图如下图所示(图】.4)。(町粘卜砂铸造(b)消次模铸适图1.4消火模与普通砂型铸适的生产I•序Fig.1.4ManufacturingprocessofLFCandcommonsandcasting:(a)c

8、laysandcasting;(b)lostfoamcasting由图可以分析得出，相比于传统的砂型铸造工艺用比，LFCT艺过程有以下主耍特点：(I)