一种使泡沫塑料铸造模型局部密实的装置制造方法及图纸

公开了一种控制模腔中熔化金属分布的方法和装置。该控制通过生产金属铸件的消失模铸造工艺的局部泡沫塑料密实来实现，其中对不具有流动性的模腔区的填充最大化，使得回填和铸件缺陷的数量减少，熔化金属的流动模式和所产生铸件的材料性能得到优化。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种消失才莫铸造法，更具体地涉及生产金属铸件的 消失模铸造工艺中控制沖莫腔中熔化金属分布的方法和装置，其中控 制通过局部密实泡沫塑料来实现。
技术介绍
所谓的消失模铸造工艺是公知的技术，可用于生产金属铸 件。容易消失的可热分解的聚合泡沫塑料模型(包括铸型、浇口、 免道、流道)覆盖有薄的(一般在0.25到0.5毫米)气体可渗透的 难熔金属涂层/表层，如云母、硅石、氧化铝、氧化铝-硅酸盐等。将 该模型放入紧凑的未黏结的砂中形成模腔。熔化金属然后注入模腔 熔化和热分解模型，熔化金属置换了模型。气体和液体分解/高温分解产物通过气体可渗透的难熔金属表层逸出，进入未翁结的砂颗粒之间的间隙。熔化金属进入模腔的铸造 速度或速率受到前进的熔化金属前端置换模腔中^f莫型的速度的限 制。其又受到难熔金属表层/涂层的厚度和气体渗透性的限制。典型 的易消失的聚合泡沫塑料才莫型包括用于铝铸造的膨胀聚苯乙烯泡沫 塑料(EPS)，用于铁和钢铸造的聚甲基丙烯酸脂(PMMA)和膨胀聚 苯乙烯泡沫塑料共聚物。聚合泡沫塑料模型通过注射预膨胀的聚合物珠粒到模型塑模中得到模型的希望形状。例如，含有发泡剂/膨胀剂(如n-戊烷)的原料EPS珠粒( 一般直径为0.2到0.5毫米)首先在聚苯乙烯软化温度 和发泡剂沸点温度以上的温度进行预膨胀；然后在蒸汽加热的模型 塑模中模制成希望的形状，蒸汽加热塑模使得珠粒进一步膨胀填充 模型塑模。复杂的模型和模型组件通过模制多个单独模型部分，然 后通过粘接这些模型部分，形成模型或模型组件。熔化金属可进行重力浇注，从上方的铸勺或熔化炉倒出，或进 行反重力浇注。在重力浇注的消失^f莫工艺中，流道和浇注槽中熔化 金属的金属静力学落差是熔化金属填充模腔的驱动力。反重力浇注 的消失模工艺通过模腔中的真空或低压使得熔化金属从下方的容 器，如熔化炉，向上流入。公知的重力浇注的消失模工艺是通过注入熔化金属到设置在才莫 型上的槽中进行顶部填充模腔的，熔化金属向下通过位于模型上方 的浇口系统流入才莫腔。另外的从底部填充才莫腔的重力浇注方法通过 注入熔化金属到位于才莫型附近的垂直流道来实现。流道从;漠腔上方 延伸到模腔下方，通过位于模型下面的浇口系统对模腔进行充填， 使熔化金属竖直向上流入模具。此外，重力浇注法可从侧面填充模 腔，通过浇注熔化金属流入模型，模型形成了位于模腔附近的垂直 流道。垂直流道通过多个垂直对齐的浇道和可从侧面水平填充模腔 的洗口与一莫腔连通。垂直流道可在侧面与两个或多个才莫腔连接，通 过一次浇注制成多个铸件。消失模模具中的熔化金属流动涉及到泡沫塑料模型的密度。铸 造工程师通常会遇到部件形状的挑战，使得难以进行铸造。如长直 轨等特征使得金属流过模具非常快，并且回填其他区域。回填区可 带来缺陷，如皱折。计算机模拟程序已经用来调节浇口区域和位置， 试图优化流动模式。希望能开发出 一 种控制消失模铸造法的熔化金属在模腔中分布 的方法和装置，其中对不具有流动性的模腔区的充填最大化，回填和其他铸造缺陷的数量减少，熔化金属的流动模式和产生铸件的材 料性能得到优化。
技术实现思路
根据本专利技术，令人惊奇地发现了 一种控制消失模铸造法的熔化 金属在模腔中分布的方法和装置，其中对不具有流动性的模腔区的 填充最大化，回填和铸件缺陷的数量减少，熔化金属的流动才莫式和 产生铸件的材料性能得到优化。根据本专利技术，提供了 一种使泡沫塑料铸造模型局部密实的装置，以便控制熔化金属在模腔中的分布，其包括型模，带有圓柱面和 模型形成腔，所述圓柱面与所述模型形成腔连通；压杆，可滑动地 位于所述型才莫的圓柱面；向压杆施加力的才几构，所述施力机构可使 压杆在型模的圓柱面中朝型模的模型形成腔滑动；和模型，设置在 所述型模的才莫型形成腔，滑动的压杆使所述模型局部密实。附图说明通过阅读下面对优选实施例的详细介绍并参考附图，所属领域 的技术人员可更清楚的了解本专利技术上述和其他的优点，附图中图1是根据本专利技术的实施例的消失模铸造法的包括泡沫塑料密 实机构的型模的截面示意图，显示了进行泡沫塑料充填步骤的模具；图2是图1所示的消失模铸造法的型模的截面示意图，显示了 进行泡沫塑料密实步骤的模具；图3是设置在砂中的泡沫塑料^^莫型的截面示意图，显示了处于 熔化金属填充步骤初始阶段的才莫型；图4是图3所示的泡沫塑料才莫型的截面示意图，显示了在熔化 金属填充步骤期间的模型，其后金属将渗透到密实的泡沫塑料中；图5是图3和图4显示的泡沫塑料才莫型的截面示意图，显示了 在熔化金属填充步骤期间的模型，金属已渗透到密实的泡沫塑料中。具体实施方式下面的详细介绍和附图说明和显示了本专利技术的各个示例性实施 例。说明和附图用于使所属领域的技术人员了解和使用本专利技术，不 能以任何方式来限制本专利技术。对于所公开的方法和显示的流动图， 所显示的步骤只是示例性的，因此，步骤的顺序不是完全必要和关 键的。图1显示了根据本专利技术的实施例的泡沫塑料模型的型模10。型才莫10包括其中的模型形成腔12。形成腔12的形状基本上与希望的 铸件相同(未显示)。圓柱面14在型模10中形成，并与模型形成 腔12连通。本文中的圓柱面是指滑动件可设置其中的通孔、空腔或 其他腔室。压杆16可滑动地设置在圓柱面14。如本文中所示，压杆包括活 塞、插头、或其他能够在圓柱面14中滑动的物体。液压缸18适合 用来施加压力或力到压杆16,使得压杆16在圓柱面14中滑动。应 当知道，其他的施力机构也可使用，如齿条和齿轮组合、压缩空气、 和弹簧。图1所显示的压杆16的位置和方向在圓柱面14中形成与空腔12 连通的空间22,可帮助泡沫塑料珠粒20填充空腔12和空间22。泡 沫塑料珠粒20可以是膨胀的聚苯乙烯塑料材料。如文中所表示的， 空间包括空腔、腔室或其他可用泡沫塑料珠粒20填充的空间。热源 (未显示)可施加热量到模具10。为了形成泡沫塑料;漠型24,将珠粒20吹入或传输或促使其进入 空腔12,直到空腔基本上被珠粒20充满。通过热源对型模10加热， 使得珠粒20膨胀并熔化到一起，形成泡沫塑料;漠型24，如图2所示。 尽管该实施例使用的泡沫塑料来形成示例性的模型，应当知道具有 类似性能的其他材料也可使用，这未脱离本专利技术的范围和精神。在泡沫塑料才莫型24形成后。使压杆16在圆柱面14内滑动，沿 着图2所示的方向。压杆16的移动4吏得泡沫塑料才莫型24位于空间22的部分受到局部压缩。其结果是，泡沫塑料才莫型24形成了局部密实部分26。应当理解泡沫塑料珠粒20也可在加热步骤之前进行压縮， 形成局部密实部分26。 一旦泡沫塑料模型24形成，将泡沫塑料模型 24从型模10取出，涂复气体可渗透的难熔金属表层(未显示)，比 如云母、硅石、氧化铝、氧化铝-硅酸盐等。涂复后的泡沫塑料才莫型24放入紧凑的未黏结的砂28中，如图3 所示。泡沫塑料才莫型24在砂28中形成模腔30。熔化金属32然后引 入模腔30中，熔化金属32熔化、热解和置换泡沫塑料模型24。气 体和液体分解或高温分解产物(未显示)可通过气体可渗透的难熔 金属表层逸出，进入泡沫塑料模型24。分解产物然后通过砂28。未 黏结的砂颗粒28之间的间隙使得分解产物可通过。熔化金属32进入和在模腔30中移动的速率受到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使泡沫塑料铸造模型局部密实的装置，以便控制熔化金属在模腔中的分布，其包括：型模，带有圆柱面和模型形成腔，所述圆柱面与所述模型形成腔连通；压杆，可滑动地位于所述型模的圆柱面；向压杆施加力的机构，所述施力机构可使压杆在型模的圆柱面中朝型模的模型形成腔滑动；和模型，设置在所述型模的模型形成腔，滑动的压杆使所述模型局部密实。

【技术特征摘要】
US 2005-4-6 11/1000491.一种使泡沫塑料铸造模型局部密实的装置，以便控制熔化金属在模腔中的分布，其包括型模，带有圆柱面和模型形成腔，所述圆柱面与所述模型形成腔连通；压杆，可滑动地位于所述型模的圆柱面；向压杆施加力的机构，所述施力机构可使压杆在型模的圆柱面中朝型模的模型形成腔滑动；和模型，设置在所述型模的模型形成腔，滑动的压杆使所述模型局部密实。2. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：GC沃德，BL普里姆，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]