本發(fā)明屬于消失模鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于消失模鑄造的低密度EPS模樣的成型方法。

背景技術(shù)：
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消失模鑄造又稱干砂或負壓實型鑄造，利用可發(fā)性泡沫珠粒經(jīng)過預發(fā)泡、熟化、發(fā)泡成型，制造出與鑄件形狀、尺寸相似的泡沫模樣，并通過手工或機械粘接做出形狀復雜的泡沫模樣或模樣簇。將泡沫模樣或模樣簇涂掛耐火涂料并烘干后，放入沙箱中，填入不含粘結(jié)劑的干砂，通過震動以及施加負壓的方法將干砂緊實成鑄型。將處理好的金屬液澆入鑄型，泡沫模樣遇到高溫的金屬液迅速軟化、熔融、氣化分解，然后在負壓作用下分解產(chǎn)物通過涂料排到鑄型中。金屬液充入鑄型，完全占據(jù)原來塑料模樣的位置，凝固冷卻后，形成所需的鑄件。

消失模的充型凝固過程不僅關(guān)系到鑄件成形的成敗，還對鑄件的內(nèi)在質(zhì)量有著重要影響，譬如生產(chǎn)中常見的增碳、皺皮、渣氣孔、澆不足、鑄型崩潰等缺陷往往都是在鑄件充型過程中形成的

EPS(可發(fā)性聚苯乙烯)是用于真空消失模鑄造的模樣，在高溫情況下進行氣化，利用抽真空的形式將所產(chǎn)生的氣體排出，由鐵水替代其位置形成產(chǎn)品。長期以來由于氣化不完成或排氣不暢導致產(chǎn)品產(chǎn)生大量的碳缺陷，減少模樣的發(fā)氣量與氣化產(chǎn)物是真空消失模鑄造工藝所追求的目標，通常情況下降低EPS的預發(fā)密度，則導致模樣表面質(zhì)量差或無法成型，因此長期以來生產(chǎn)廠家的預發(fā)密度控制在20g/l左右甚至更高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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為解決現(xiàn)有消失模鑄造的EPS模樣的密度高而導致的鑄件產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，本發(fā)明提供了一種用于消失模鑄造的低密度EPS模樣的成型方法，旨在通過對發(fā)泡工藝的調(diào)整，在降低EPS的成型密度的同時還具有良好的成型效果，進而達到降低發(fā)氣量與減少鑄件碳缺陷提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

一種用于消失模鑄造的低密度EPS模樣的成型方法，包括以下步驟：

步驟(1)：預發(fā)泡：

EPS珠粒在蒸汽壓力為0.015～0.03MPa、溫度90～98℃下預發(fā)泡；

步驟(2)：第一次成型發(fā)泡：

將步驟(1)預發(fā)泡后的EPS珠粒在壓縮空氣壓力≥0.5MPa，蒸汽壓力≥0.6MPa，水壓≥0.25MPa下進行第一次成型發(fā)泡；

步驟(3)：熟化：

將步驟(2)得到的成型發(fā)泡產(chǎn)品在50～60℃熟化；

步驟(4)：第二次成型發(fā)泡：

將步驟(3)熟化產(chǎn)品套入模具，在步驟(2)的第一次成型發(fā)泡的條件下進行第二次成型發(fā)泡，得低密度的EPS模樣。

本發(fā)明中，通過所述預發(fā)泡的參數(shù)條件的控制以及協(xié)同配合其他各步驟及參數(shù)，能有效降低成型得到的EPS模樣的密度(容重)，改善EPS模樣強度，進而有效降低EPS模樣在消失模鑄造過程的產(chǎn)氣量，降低鑄件的碳缺陷及氣孔，提高真空消失模鑄造工藝的鑄件的產(chǎn)品質(zhì)量。

預發(fā)泡過程的蒸汽壓力和溫度及發(fā)泡時間對預發(fā)泡后的EPS的容量具有一定的影響，作為優(yōu)選，步驟(1)中，EPS珠粒在蒸汽壓力為0.015～0.03MPa、溫度95～98℃下預發(fā)泡。

在所述的蒸汽壓及溫度下進行預發(fā)泡，作為優(yōu)選，步驟(1)中，預發(fā)泡時間為50-60秒。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在所述的溫度、蒸汽壓下預發(fā)泡所述的時間，有助于制得容量比較理想、性能良好的模樣。

在所述步驟(1)的預發(fā)泡條件下預發(fā)泡，EPS珠粒的發(fā)泡倍數(shù)為8-10。

在所述步驟(1)的預發(fā)泡條件下預發(fā)泡，作為優(yōu)選，步驟(1)中，預發(fā)泡后的EPS珠粒的密度為16g/L及以下。

進一步優(yōu)選，步驟(1)中，預發(fā)泡后的EPS珠粒的密度為14-16g/L。

控制預發(fā)泡的EPS珠粒的密度在所述的優(yōu)選的范圍內(nèi)，能進一步有助于成型得到的EPS模樣。

預發(fā)泡中，EPS珠粒的粒徑對得到的預發(fā)泡珠粒的容量及后續(xù)的成型具有一定的影響；作為優(yōu)選，步驟(1)中，所述的EPS珠粒的粒徑為0.3-1.4mm。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，預發(fā)泡后的珠粒的直徑小于或等于第二次成型后的EPS模樣壁厚的1/3。

作為優(yōu)選，第二次成型后的EPS模樣的壁厚不小于10mm，EPS珠粒的粒度為0.9-1.4mm。例如，步驟(1)中，預發(fā)泡前的EPS珠粒采用現(xiàn)有商用的龍王牌H-SA(d：0.9-1.4mm)。

作為優(yōu)選，第二次成型后的EPS模樣的壁厚小于10mm，EPS珠粒的粒度為0.3-0.4mm。例如，所述的EPS珠粒采用現(xiàn)有商用的錫發(fā)牌401(d：0.3-0.4mm)。

隨著發(fā)泡密度的變化，同種原始珠粒的直徑跟著變化。在所述的壁厚及EPS珠粒下進行預發(fā)泡，有利于最大程度降低密度。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，第一次成型發(fā)泡中，壓縮空氣壓力0.5～0.7MPa，蒸汽壓力0.6～0.8MPa，水壓0.25～0.35MPa。

上述優(yōu)選的第一次成型發(fā)泡參數(shù)優(yōu)選在成型機中進行。此外，本發(fā)明的第一次成型發(fā)泡也可在蒸缸中進行，作為優(yōu)選，控制所述蒸缸壓力為0.1-0.15MPa。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，第一次成型發(fā)泡的溫度為100～120℃。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，第一次成型發(fā)泡的時間為8-12秒。

在所述的第一次成型發(fā)泡參數(shù)下(溫度和蒸汽壓下)處理8-12秒，有助于得到強度較好的第一次成型EPS模樣，且可避免模樣收縮。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，熟化時間不低于4小時。

步驟(3)中，在所述的熟化溫度下有助于EPS的成型；進一步優(yōu)選，步驟(3)中，熟化時間為4～8小時。

在所述優(yōu)選的熟化溫度和時間下，有助于進一步干燥水份、進而有助于降低密度的情況下提高模型強度，維持第一次成型的得到的EPS模樣的形態(tài)和泡孔結(jié)構(gòu)。

步驟(3)處理后，進行步驟(4)的二次成型，進一步改善制得的EPS模樣形貌。步驟(4)的第二次成型發(fā)泡和步驟(2)的第一次成型發(fā)泡的條件相同。

步驟(4)的第二次成型發(fā)泡過程在壓縮空氣壓力≥0.5MPa，蒸汽壓力≥0.6MPa，水壓≥0.25MPa下進行；其中，第二次成型發(fā)泡的溫度為100～120℃；時間為8-12秒。

一種優(yōu)選的用于消失模鑄造的低密度EPS模樣的成型方法，包括以下步驟：

步驟(a)：預發(fā)泡：

1.1調(diào)整工藝參數(shù)：要求壓縮空氣壓力≥0.4MPa，系統(tǒng)蒸汽壓力≥0.5MPa；

1.2對設(shè)備進行預熱，預熱時間不少于10分鐘，保證筒體和筒內(nèi)室溫均衡且無積水；

1.3設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)溫度90～98℃、蒸汽壓力0.015～0.03MPa、出料時間設(shè)置為50-60秒；

1.4打開機器，當設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)的溫度達到設(shè)定值時，打開加料口投加EPS珠粒；EPS珠粒的粒徑可根據(jù)成型的EPS模樣的壁厚選擇；成型后的EPS模樣的壁厚不小于10mm，EPS珠粒的粒度為0.9-1.4mm；成型后的EPS模樣的壁厚小于10mm，EPS珠粒的粒度為0.3-0.4mm；

1.5EPS珠粒在1.3的條件下預發(fā)桶內(nèi)預發(fā)泡50-60秒；當EPS珠粒達到料位計或設(shè)定密度線(14-16g/L)時，卸料閥自動放料；

1.6打開料床的烘干閥，給預發(fā)后的EPS珠粒珠粒烘干；

1.7出料口開始出料時啟動送料裝置并將料送入盛料筒；

步驟(b)：第一次成型發(fā)泡：

2.1調(diào)整各工藝參數(shù)，第一次成型發(fā)泡中，壓縮空氣壓力0.5～0.7MPa，蒸汽壓力機制0.6～0.8MPa、水壓0.25～0.35MPa；溫度為100-120℃。

2.2按啟動按鈕，第一次成型發(fā)泡的時間為8-12秒；待自動開模后取出模樣；

步驟(c)：熟化：

將第一次成型發(fā)泡的模樣轉(zhuǎn)入烘烤房中進行熟化烘烤，烘烤溫度50～60℃、熟化時間不低于4小時；

步驟(d)：第二次成型發(fā)泡：

將熟化好的模樣套入模具，按第一次成型發(fā)泡的工藝參數(shù)進行控制，第二次成型發(fā)泡的時間為8-12秒；最終得到低密度的EPS模樣(EPS泡沫)。

本發(fā)明的制備過程采用現(xiàn)有設(shè)備，例如立式預發(fā)泡機、成型機。

本發(fā)明方法制得的產(chǎn)品在保證模樣外表質(zhì)量的前提下，通過對成型工藝的調(diào)整，降低EPS模樣的密度從而降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的質(zhì)量，具體具有以下優(yōu)勢：

1、能得到低密度的模塊，降低EPS模樣的發(fā)氣量及減少鑄件的碳缺陷。

2、通過多次發(fā)泡，其發(fā)泡劑的含量大幅度降低，模塊的尺寸穩(wěn)定。

3、通過本發(fā)明所述的二次成型發(fā)泡工藝，可在較低密度情況下得到EPS模樣高質(zhì)量的外表質(zhì)量。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

步驟(1)：預發(fā)泡：

1.1調(diào)整工藝參數(shù)：要求壓縮空氣壓力≥0.4MPa，系統(tǒng)蒸汽壓力≥0.5MPa。

1.2對設(shè)備進行預熱，預熱時間不少于10分鐘，保證筒體和筒內(nèi)室溫均衡且無積水。

1.3設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)溫度、蒸汽壓力、出料時間等工藝參數(shù)。蒸汽壓力在0.015MPa，預發(fā)桶內(nèi)的溫度90℃。

1.4打開機器，當設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)的溫度達到設(shè)定值時，打開加料口加料口投加EPS珠粒(龍王牌H-SA)；所述的EPS珠粒原始粒度為0.9-1.4mm。

1.5預發(fā)桶時間為50-60秒；卸料閥自動放料。

1.6打開料床的烘干閥，給預發(fā)后的珠粒烘干。

1.7出料口開始出料時啟動送料裝置并將料送入盛料筒。

步驟(2)：第一次成型發(fā)泡：

2.1調(diào)整各工藝參數(shù)，壓縮空氣壓力0.5MPa，蒸汽壓力0.6MPa；水壓0.25MPa；溫度為100℃。

2.2按啟動按鈕，預發(fā)后的珠粒在步驟2.1的參數(shù)條件下進行第一次成型發(fā)泡，時間為8-12秒；自動開模后取出模樣。

步驟(3)：熟化：

將第一次成型發(fā)泡的模樣轉(zhuǎn)入烘烤房中進行熟化烘烤，烘烤溫度50℃、熟化時間4小時。

步驟(4)：第二次成型發(fā)泡：

將熟化好的模樣套入模具，按第一次成型發(fā)泡的工藝參數(shù)(步驟2.1)進行第二次成型發(fā)泡，時間為8-12秒；最終得到EPS模樣。

制得的EPS模樣的容量為14g/L。

實施例2

步驟(1)：預發(fā)泡：

1.1調(diào)整工藝參數(shù)：要求壓縮空氣壓力≥0.4MPa，系統(tǒng)蒸汽壓力≥0.5MPa。

1.2對設(shè)備進行預熱，預熱時間不少于10分鐘，保證筒體和筒內(nèi)室溫均衡且無積水。

1.3設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)溫度、蒸汽壓力、出料時間等工藝參數(shù)。蒸汽壓力在0.02MPa，預發(fā)桶內(nèi)的溫度95℃。

1.4打開機器，當設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)的溫度達到設(shè)定值時，打開加料口加料口投加EPS珠粒(龍王牌H-SA)；所述的EPS珠粒原始粒度為0.9-1.4mm。

1.5預發(fā)桶時間為50-60秒；卸料閥自動放料。

1.6打開料床的烘干閥，給預發(fā)后的珠粒烘干。

1.7出料口開始出料時啟動送料裝置并將料送入盛料筒。

步驟(2)：第一次成型發(fā)泡：

2.1調(diào)整各工藝參數(shù)，壓縮空氣壓力0.6MPa，蒸汽壓力0.7MPa；水壓0.3MPa；溫度為110℃。

2.2按啟動按鈕，預發(fā)后的珠粒在步驟2.1的參數(shù)條件下進行第一次成型發(fā)泡，時間為8-12秒；自動開模后取出模樣。

步驟(3)：熟化：

將第一次成型發(fā)泡的模樣轉(zhuǎn)入烘烤房中進行熟化烘烤，烘烤溫度50℃、熟化時間4小時。

步驟(4)：第二次成型發(fā)泡：

將熟化好的模樣套入模具，按第一次成型發(fā)泡的工藝參數(shù)(步驟2.1)進行第二次成型發(fā)泡，時間為8-12秒；最終得到EPS模樣。

制得的EPS模樣的容量為15g/L。

實施例3

步驟(1)：預發(fā)泡：

1.1調(diào)整工藝參數(shù)：要求壓縮空氣壓力≥0.4MPa，系統(tǒng)蒸汽壓力≥0.5MPa。

1.2對設(shè)備進行預熱，預熱時間不少于10分鐘，保證筒體和筒內(nèi)室溫均衡且無積水。

1.3設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)溫度、蒸汽壓力、出料時間等工藝參數(shù)。蒸汽壓力在0.03MPa，預發(fā)桶內(nèi)的溫度98℃。

1.4打開機器，當設(shè)定預發(fā)桶內(nèi)的溫度達到設(shè)定值時，打開加料口加料口投加EPS珠粒(錫發(fā)牌401)，所述的EPS珠粒原始粒度為0.3-0.4mm。

1.5預發(fā)桶時間為50-60秒；卸料閥自動放料。

1.6打開料床的烘干閥，給預發(fā)后的珠粒烘干。

1.7出料口開始出料時啟動送料裝置并將料送入盛料筒。

步驟(2)：第一次成型發(fā)泡：

2.1調(diào)整各工藝參數(shù)，壓縮空氣壓力0.7MPa，蒸汽壓力0.8MPa；水壓0.35MPa；溫度為100℃。

2.2按啟動按鈕，預發(fā)后的珠粒在步驟2.1的參數(shù)條件下進行第一次成型發(fā)泡，時間為8-12秒；自動開模后取出模樣。

步驟(3)：熟化：

將第一次成型發(fā)泡的模樣轉(zhuǎn)入烘烤房中進行熟化烘烤，烘烤溫度60℃、熟化時間8小時。

步驟(4)：第二次成型發(fā)泡：

將熟化好的模樣套入模具，按第一次成型發(fā)泡的工藝參數(shù)(步驟2.1)進行第二次成型發(fā)泡，時間為8-12秒；最終得到EPS模樣。

制得的EPS模樣的容量為16g/L。

上述實施例中生產(chǎn)的EPS模樣表面容量較小，適用于消失模鑄造。