金属工艺学第十章铸造成形

第十章铸造成形,铸造：将液体金属浇铸到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后，获得毛坯或零件的工艺方法。,铸造基本工艺过程：,（1）金属的熔化,熔化金属的种类和熔化设备,（3）液体金属浇铸,普通浇铸、真空浇铸、压力浇铸,（2）铸型,砂型、金属型、石膏型、陶瓷型、泥型等,（4）凝固,自由凝固、压力凝固、离心凝固,铸造成形工艺特征,造形物质是液体,液体具有流动性,液体本无形,水随器而安,铸造生产在工业生产中的地位及优缺点,地位铸造生产是机器制造业的基础。铸件是各种机器的重要组成部分，一般说铸件的重量占整机重量的4090。,铸造生产的优点：铸造可生产形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件如箱体，缸体。铸造生产的适应性强。铸造生产的成本低。铸造生产的零件其尺寸、形状可以做到与零件最接近，从而减少机械加工的切削量，节约金属材料和加工工时。,铸造生产的缺点：铸造生产的产品其机械性能较差。如铸钢45的抗拉强度为580Mpa，而锻钢45的抗拉强度为610Mpa。铸造生产的质量不稳定。生产过程工序多，工艺复杂，对工人的技术要求高。铸造生产的零件表面质量不高尤其是砂型铸造。铸造生产的劳动强度大，生产环境差。,第一节铸造成形理论基础,一、液态合金的流动性与充型能力,1、合金的流动性,合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。通常用流动性和收缩性来衡量。,流动性液态合金的流动能力。,合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长，流动性越好。,相同浇注条件下，合金的流动性越好，所浇出的试件越长。,常用合金的流动性（砂型，试样截面88mm）,灰铸铁、硅黄铜流动性最好铝合金次之铸钢流动性最差,重要结论：,合金性质方面,影响合金流动性的因素,纯金属、共晶合金流动性好。恒温下结晶，凝固层内表面光滑亚、过共晶合金流动性差。在一定温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平,a）在恒温下凝固,b）在一定的温度范围内凝固,2、充型能力,充型能力：液体金属或合金充满铸型、获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。,充型能力不足会产生浇不足或冷隔等缺陷。,常见的铸件缺陷,充型能力和流动性是两个不同的概念：,充型能力：铸型、浇注工艺和金属自身性质的综合影响,流动性：液态金属本身的流动特性。流动性好，充型能力强、有利于杂质、气体上浮，有利于凝固收缩。,从流动性的衡量办法可见：金属流动性是特定条件下的充型能力。,凡增加金属流动阻力、降低流速和提高冷却速度的因素，均降低充型能力。,铸型条件：,浇注条件,浇注温度高，金属黏度低，过热含热量多，即冷速降低，充型好。但收缩量增加，吸气增多，氧化严重，易产生缺陷。,尽量选择共晶合金或结晶温度范围窄的合金进行铸造提高铸型的透气性，降低导热系数确定合理的浇注温度（高温出炉，低温浇注）浇注系统结构简单铸件壁厚最小允许壁厚,措施,二、铸造合金的收缩,1、收缩的概念,收缩：液态合金从液体冷却至室温的过程中，体积缩小的现象。收缩是铸件产生缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷的基本原因。,收缩的三个阶段,液态收缩凝固收缩固态收缩,形成缩孔、缩松（体收缩率）,形成内应力、变形和开裂（线收缩率）,几种铁碳合金的体积收缩率,2、铸件的实际收缩,一方面与合金的收缩率有关。另一方面又与铸型条件、浇注温度和铸件结构有关。铸件生产时，依据合金种类、铸件结构、铸型条件等因素确定适当的实际收缩率。,三、铸件中的缩孔和缩松,纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。,结晶温度范围大的合金易形成缩松。,缩孔、缩松产生原因：补缩不足,2、缩孔和缩松的防止（1）尽量选择共晶合金（2）采取顺序凝固原则,顺序凝固在铸件可能出现缩孔的厚大部位，通过增设冒口或冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。,结果：使铸件各个部分的凝固收缩均能得到液态金属的补充，而将缩孔转移到冒口之中。,铸钢主缸体的顺序凝固工艺,铸钢轮缘加冒口补贴,常用内冷铁及安置方法,阀体铸件的顺序凝固,内冷铁的应用,a,b,c,d,缩孔位置的确定,等温线法,内切圆法,顺序凝固的缺点和应用：,缺点铸件成本高，加大铸造内应力（易变形、开裂）。应用体收缩大的合金，如铸钢、铝青铜和铝硅合金等。,四、铸造内应力及铸件变形、裂纹,1、铸造应力铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因。,热应力：由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，造成同一时刻收缩量的不一致，铸件为一整体各部分彼此相互制约，而产生的应力。,T临：弹塑性转变温度T临：塑性状态内应力自行消除T临：弹性状态，应力继续存在,注意细杆和粗杆在同一时刻所处状态不同（进入t临的先后不同）但铸件是一整体，相互制约,总之，由于铸件各部分冷却速度不同（厚的部分慢，薄的部分快），收缩量与降温幅度成正比，且发生凝固收缩（线收缩）的先后不同，即到达室温T3的先后不同，先到部分先停止收缩从而制约后到部分。由此可见，热应力使铸件厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。铸件的壁厚差别愈大，合金的线收缩率愈高，弹性模量愈大，热应力愈大。,减少和消除应力的措施：,结构上壁厚均匀，圆角连接，结构对称。工艺上同时凝固，去应力退火。,同时凝固原则：采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。在同时凝固条件下，没有补缩通道。,同时凝固原则的优点：凝固时期铸件不容易产生热裂，凝固后也不易引起应力、变形；由于不用冒口或冒口很小，而节省金属，简化工艺、减小劳动强度。,同时凝固原则的缺点：铸件中心区域往往出现缩松，铸件不致密。,同时凝固原则一般应用于以下情况：,a、碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩小，甚至不收缩，合金本身就不易产生缩孔和缩松。b、结晶温度范围大，容易产生缩孔的合金如锡青铜，对气密性要求不高时，可采用同时凝固以简化工艺。事实上，这种合金即使加冒口也很难消除缩松。c、壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向同时凝固，消除缩松有困难，应采用同时凝固原则、d、球墨铸铁利用石墨化膨胀力实现自身补缩时必须采用同时凝固。e、从合金性质看适宜采用顺序凝固原则的铸铁，当热裂、变形为主要矛盾时，也可采用同时凝固原则。,顺序凝固,同时凝固,用于收缩大或壁厚差距较大，易产生缩孔的合金铸件，如铸钢、铝硅合金等。定向凝固补缩作用好，铸件致密，但铸件成本高，内应力大。,用于凝固收缩小的灰铸铁。铸件内应力小，工艺简单，节省金属但同时凝固往往使铸件中心区域出现缩松，组织不致密。,机械应力的形成,一般相变应力较小，并与热应力方向相反。,2、铸件的变形与防止,对于厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆件类、板类及轮类等铸件，当残余铸造应力超过铸件材料的屈服强度时，产生翘曲变形。,铸造应力s：变形,变形规律：,“厚热薄凉、厚短薄长、厚拉薄压、向厚凹曲”,“厚热薄凉”：粗厚部位冷速慢，温度高即热；薄细部位冷速快，温度低即凉。,框形铸件变形,T形梁铸钢件变形,“厚短薄长”：冷却到室温，粗厚部位比薄细部位有短一些的趋势。,“厚拉薄压”：粗厚部位受拉应力，薄细部位受压应力。,“向厚凹曲”：若铸件刚性不足，产生变形的方向，向厚的一侧凹曲。,用反变形法防止箱体、床身导轨的变形。,箱体件反变形量和方向,床身导轨的翘曲变形及反变形,有的铸件虽无明显的变形，但经切削加工后，破坏了铸造应力的平衡，产生变形甚至裂纹。,圆柱体铸件加工后的变形,表面被加工掉一层后,心部钻孔后,从侧面切去一层,3、铸件的裂纹与防止,热裂纹：铸钢件和铝合金的常见缺陷,产生原因：在凝固温度范围内邻近固相线时形成的，此时合金处在固液态，故又称为结晶裂纹。,试验证明，热裂是在合金凝固末期的高温下形成的。因为合金的线收缩并不是在完全凝固后开始的，而是在图中液固两相区中阴影区开始的。在此阴影区内的固态合金已形成了完整的骨架，但晶粒之间还存在少量液体，故强度塑性甚低。,热裂分为外裂和内裂。在铸件表面可以看到的裂纹称为外裂，其表面宽，内部窄，有时贯穿铸件整个断面。外裂常产生在铸件拐角处、截面厚度有突变或局部冷凝缓慢且在凝固时承受拉应力的地方。内裂纹产生在铸件最后凝固的部位，也常出现在缩孔附近或缩孔尾部。大部分外裂用肉眼就能观察到，细小的外裂用磁力探伤或其它方法才能发现。内裂需要用X射线，射线或超声波探伤检查。,在铸件中存在任何形式的热裂纹都严重损害其机械性能，若使用时裂纹扩展铸件断裂，严重事故。因此任何铸件都不允许有热裂纹。外裂容易发现，若铸造合金的焊接性能好，铸件经补焊后仍可以使用。若焊接性能差，铸件则报废。内裂纹隐藏在铸件内部，不容易发现故它的危害更大。,影响热裂形成的主要因素是合金性质和铸型阻力,合金性质：合金的结晶温度范围愈宽，合金的热裂倾向也愈大。即共晶成分合金的热裂倾向小。合金的收缩量愈大，则愈容易产生热裂纹。灰铸铁在凝固过程中发生石墨化膨胀，所以灰铸铁不易产生热裂纹。可锻铸铁和铸钢件热裂倾向性大。钢铁中的硫，磷因可形成低熔点的共晶体，扩大了结晶温度范围，故硫，磷含量愈多，热裂倾向愈大。,铸型阻力：铸型包括型芯的退让性愈好，机械应力愈小，形成热裂的可能性愈小。湿型的退让性比干型好，采用湿型生产铸件热裂倾向小。所有有机粘结剂型砂都有很好的退让性，故可以减轻铸件产生热裂的倾向性。此外，砂箱的箱挡与铸件过近，型芯骨的尺寸过大，浇注系统位置不合理等，均可增大铸型阻力，促使热裂纹形成。,铸钢件结构对热裂纹的影响,铸钢件表面裂纹近似黑色，铝合金的呈暗灰色。裂纹短，缝隙宽，不光滑，形状曲折。,冷裂往往出现在铸件受拉伸的部位，特别是有应力集中的地方（如尖角，缩孔，气孔等附近）。影响冷裂的因素与影响铸造应力的因素基本是一致的。冷裂外形呈连续直线状或圆滑曲线状，常常穿过晶粒，断口有金属光泽或呈轻微的氧化色。复杂的大型铸件容易产生冷裂。有些冷裂纹在打箱清理时即可发现，有些在水爆清砂后发现，有些则是因铸件内部有很大的残余应力，在清理和搬运时受到震击形成的。,铸造应力b：冷裂纹,灰口铸铁，白口铸铁，高锰钢等塑性较差的合金易产生冷裂。塑性好的合金因内应力可以通过其塑性变形自行缓解，故冷裂倾向小。钢中的碳，铬，锰等元素，虽然能提高钢的强度但降低钢的导热性，故这些元素较高时，增大钢的冷裂倾向。磷显著降低钢的冲击韧性故增加了冷裂倾向。铸钢应严格控制硫，磷含量。,轮形铸件的冷裂,侵入气孔,五、铸件中的气孔,气孔是气体在铸件中形成的孔洞，其内壁光滑、明亮或带轻微氧化色。,第二节砂型铸造,砂型铸造是应用最广泛的铸造方法,一、砂型铸造生产过程简介,（一）手工造型单件、小批量生产（二）机器造型中、小件大批量生产（三）机器造芯中、小件大批量生产（四）柔性造型单元各种形状与批量生产,套筒的砂型铸造过程：,（一）手工造型,光盘,整模造型,分模造型,活块造型,活块造型,用外砂芯作出活块,挖砂造型,手轮的挖砂造型,刮板造型,带轮的刮板造型,导向刮板造型,三箱造型,带轮的三箱造型,用外砂芯将三箱改为两箱,（二）机器造型,机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现了机械化，并组成生产流水线。机器造型生产率高，铸型质量好，铸件质量高，适用于中小型铸件的大批量生产。,造型生产线示意图,造型生产线,机器造型方法一,1、振压造型工作原理,机器造型方法：振压造型、高压造型、抛砂造型。,a)填砂b)振实c)压实d)起模,机器造型方法二,多触头高压造型,抛砂机,（三）机器造芯,在大批量生产中，常用型芯制作设备是射芯机和壳（吹）芯机。,（四）柔性制造单元,柔性制造单元通过在造型自动线上加设模板库及模板快换机构等，由计算机集中控制模板的调运与更换、造型机工作参数、铸型质量的检验等。柔性造型单元流程：,二、砂型铸造工艺设计,铸造工艺图包括：,分型面和浇注位置铸型铸造工艺参数,支座的零件图、铸造工艺图、模样图及合型图,铸件的分型面：分开铸型便于取模的接合面。分型面决定了铸件即模样在造型时的位置。通常铸件的造型位置与浇注位置是一致的。个别情况下有所不同。,1浇注位置和分型面的选择,铸件的浇注位置：浇注时铸件在型内所处的空间位置。,机床床身的合理浇注位置,浇注位置和分型面对铸件质量及铸造工艺有很大影响，必须认真考虑。,首先是保证铸件质量,其次是尽量使操作简单方便。,浇注位置的选择原则：保证铸件质量,（a）铸件上重要加工面或质量要求高的面，尽可能置于铸型的下半部或处于侧立位置。,（b）铸件上的大平面朝下，以避免在此面上出现气孔和夹砂缺陷,（c）有大面积薄壁的铸件，应将其薄壁部分放在铸型的下部或处于侧立位置，以避免产生浇不足和冷隔缺陷。,（d）为防止铸件产生缩孔，应把铸件上易产生缩孔的厚大部位置于铸型顶部或侧面，以便安放冒口补缩。,（a）尽可能将铸件的重要加工面或大部分加工基准面放在同一砂箱内，以保证精度。,分型面的选择原则：工艺简便、便于操作,（b）考虑起模方便和简化造型，尽可能减少分型面数目和活块数目。,应尽量减少型芯的数量,轮形铸件在批量不大的生产条件下，多采用三箱造型；但在大批量生产条件下，采用机器造型时，需采用环状型芯,（c）尽可能减少型芯，采用自带型芯造型。（d）应便于下芯、合箱和检查。,2、工艺参数的确定,机械加工余量和最小铸出孔；起模斜度；铸造收缩率；型芯头设计。,垂直芯头水平芯头,铸件收缩率：,起模斜度与加工余量,铸造工艺设计的一般程序,1、支座,实例分析,方案沿底版中心分型。轴孔下芯方便，但底版上四个凸台必须采用活块且铸件在上、下箱各半。,方案沿底面分型，铸件全部在下箱，不会产生错箱，铸件易清理。但轴孔内凸台必须采用活块或下芯且轴孔难以铸出。,重量：35kg材料：HT150保证基准面不得有缺陷，以便定位。勿需考虑补缩。,2、C6140车床进给箱体,分型面和浇注位置选择方案？,车床进给箱体分型面和浇注位置的选择方案,方案，能铸出轴孔，型芯稳定性好。但基准面朝上易产生缺陷且型芯数量较多，槽C妨碍起模需用活块或型芯。,方案，从基准面分型，铸件大部分在下型，基准面朝上，轴孔难以铸出，且凸台E和槽C妨碍起模，需用活块或型芯。,方案，铸件全部置于下型，基准面朝下，铸件最薄处在铸型下部。但凸台EA和槽C都需用活块或型芯，内型芯稳定性差。,大批量生产时选用方案；单件、小批量生产时选用方案或方案。,车床进给箱体铸造工艺图,2要求提高合金的机械性能，降低废品率。,第三节特种铸造,随着工业的发展，对铸造提出了更高的要求如：,1要求提高铸件表面质量和尺寸精度力求直接获得符合实际应用要求的铸件。这对具有特殊形状和难以机械加工的铸件有实际意义。另外，提高精度也减少了切削加工工作量，有利于实现机械化、自动化。,3要求提高劳动生产率，降低铸造成本，改善劳动条件。,以上要求仅用砂型铸造是不能实现的，由此，发展了其它铸造方法称为特种铸造。,一、熔模铸造熔模铸造是用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化后，再将模型熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型。由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又称为“失蜡铸造”。,a铸件精度高，粗糙度小。减少机械加工量，提高材料利用率特别适用于薄壁复杂零件。b能铸造各类合金如铜、铝、合金钢、高熔点合金、难切削合金c生产批量不受限制d生产工序繁多，生产周期长e铸件尺寸不能过大过长，最大不超过25公斤,应用：各种形状复杂薄壁，尺寸精度要求高的小零件，或熔点高难切削加工的合金零件。如汽轮机叶片。,二、金属型铸造金属型铸造是将金属液浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。由于金属型可以反复使用多次，故又称为永久型铸造。,优点：（1）实现一模多用，节约人力、物力，降低成本。（2）提高铸件表面质量减少机械加工量。由于冷速快，晶粒细小，铸件组织致密，机械性能好，尤其是铜、铝合金铸件抗拉强度与砂型铸造相比提高1020。缺点：工艺上的不足需要从工艺措施上进行保护。另外，金属型的制造成本高。劳动条件不好（铸型预热200左右），必须实现机器造型，因此，使用受到限制。,应用：适用于有色合金铸件的大批量生产，如铝活塞、汽缸盖、油泵壳体等。,三、压力铸造压力铸造简称压铸。它是在高压下快速地将液态或半液态合金压入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的铸造方法。优点：a铸件质量好。合金流动性在压力下大大提高，可浇注出薄壁件，精度高，铸件强度和硬度较高，冷却速度快又在压力下结晶故表层结晶细密。b生产率高，机械化生产充型时间为110秒左右。c成本低，零件可不用切削加工直接装配，是实现少、无切削的有效途径。d压铸件可采用镶嵌结构如图深腔件改为镶嵌件，镶嵌宝石等。,缺点：a设备投资大，压铸机需几十万元。b压铸金属种类受限制。目前，主要用于铝、镁、锌等有色金属。c气体不易排出，易产生气化，当热处理时内存气体即高压气膨胀引起零件变形，所以，压铸件一般不再热处理。应用：压铸广泛应用在汽车、拖拉机的汽化器，电器如电扇机壳，仪表如照相机壳，纺织等行业。,四、低压铸造低压铸造是介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。它是使液态合金在压力下，自下而上的填充型腔，并在压力下结晶，以形成铸件的工艺过程。由于所用的压力较低27N/cm2，故称为低压铸造。,特点：a充型压力和速度便于控制，故可适合各种铸型。充型平稳故气孔、夹渣等缺陷少。b铸件的组织致密，机械性能高。对于铝合金针孔缺陷的防止和提高铸件的气密性，效果尤为显著。c不用冒口补缩，金属利用率可提高到9098。d由于充型能力提高，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，这对于大型薄壁件尤为有利。用途：主要用来生产质量要求高的铝、镁合金铸件，如汽缸体、曲轴箱、高速内燃机活塞等。,五、离心铸造将液态合金浇入高速旋转（2501500r/min）的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型（可用砂型或金属型）并结晶，这种铸造方法称为离心铸造。在离心力作用下，金属中的气体和熔渣等非金属夹杂因比重轻均集中在内表面，金属由外向内结晶呈顺序凝固，故铸件结晶细密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，机械性能高。离心铸造广泛应用于铸铁管、缸套、滑动轴承的轴瓦等。适用于铸造管、环、筒类零件。,六、铸造新技术实型铸造Lostfoammetalcasingprocess,实型铸造又称“气化模造型”、“泡沫聚苯乙烯塑料模铸造”“消失模铸造”或无型腔铸造等。这种铸造方法的实质是采用泡沫聚苯乙烯塑料代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液体金属的热作用下，泡沫塑料模气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件。,实型铸造工艺与普通铸造的根本差异在于没有型腔和分型面。,实型铸造气化模的制造实型铸造用的气化模为蜂窝状闭孔结构，约10000个/cm3个封闭的泡孔，其孔径为50um，壁厚约0.10.3um，净体积仅为致密的聚苯乙烯塑料的2%左右。实型用泡沫塑料的特点及其要求：a.比重小，气化速度快，发气量和残留物少。b.气化温度低，气化时所需热量少c.材料的表面强度及表面较好，模样在制造、搬运、保管和造型的过程中不易损坏和变形。d.材料组织尽量细密、均匀，加工性能好，制造出来的模样表面光洁、平整。e.泡沫塑料模样表面易于涂料，烘干后涂料层能牢固地粘附在模样表面上。f.来源丰富、价格便宜,泡沫塑料的种类很多，有聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛和聚氨酯泡沫塑料等。试验表明，泡沫聚苯乙烯塑料是实型铸造较理想的模制材料。其密度为0.0150.035g/cm3，加热至1000时，其发气量为105cm3/g，气化后残留物仅占总重量的0.015%左右。而泡沫酚醛塑料在同样的温度下的发气量为600cm3/g，残留物为44%。泡沫聚氨酯塑料的发气量达到730cm3/g，残留物14%。因此，在实际生产中广泛采用泡沫聚苯乙烯塑料制造气化模。,中小型气化模,大中型气化模,聚苯乙烯珠粒的制取、预发泡、熟化、成型是关键步骤,a.可发性聚苯乙烯珠粒的制取在聚苯乙烯珠粒（透明固体、密度约为1.05cm3/g）中加入低沸点的碳氢化合物，如石油醚、丙烷、丁烷、戊烷和异丙烷等作为发泡剂，在加温加压的条件下，发泡剂将渗透到聚苯乙烯分子链之间，使聚苯乙烯颗粒膨胀，冷却后均匀分散在珠粒内，成为细小又繁多的发泡核心。渗透有发泡剂的珠粒，当加热至80100时，聚苯乙烯开始软化，发泡剂气化并产生膨胀力，软化后的聚苯乙烯珠粒膨胀胀成为具有无数的微小细孔的泡沫塑料，成为可发性聚苯乙烯珠粒。,b.预发泡将可发性聚苯乙烯珠粒加热到80100时，达到其玻璃化温度，珠粒开始软化并具有良好的塑性。由于珠粒中的发泡剂受热气化产生压力，使珠粒膨胀，形成互不连通的蜂窝状结构。泡孔一形成，蒸汽就向泡孔内渗透，发泡剂同时也向外逸。由于蒸汽的渗透速度大于发泡剂的外逸速度，使泡孔内的压力逐渐增大，泡孔的尺寸进一步涨大，直至泡孔内外壁所受的压力相等。为了保证聚苯乙烯塑料泡孔的完整性，发泡剂所产生的压力和蒸汽压力不宜过大，通蒸汽的时间也不宜过长。根据加热介质的不同，预发泡的方法有红外线、高频、热水、蒸汽和真空预发泡等五种。前三种方法预发泡的倍数小，发泡速度慢，成本高，一般用于制造密度较大的气化模。常采用的是热水和蒸汽预发泡方法。,c.熟化将预发泡的聚苯乙烯珠粒在空气中放置1624小时，让空气渗透到珠粒的泡孔内，使泡孔内外的压力平衡，珠粒变成干燥并有弹性，变形后能恢复原来的形状，这个过程叫熟化。用未经熟化的珠粒发泡很难成型为气化模。,d.成型把经预发泡并熟化处理的泡沫聚苯乙烯珠粒用压缩空气吹入金属压型里，加热使其软化膨胀，充满整个压型，然后降低蒸汽压力，冷却后可获得所需的气化模。加热的方法有热水成型法、蒸缸成型法、压机气室成型法和高频加热成型法等四种。,实型铸造工艺目前应用较为普遍的是无粘结剂的干石英砂造型法。,实型铸造工艺有以下特点：（1）铸造工艺简单实型铸造没有型腔和分型面，没有取模、下芯和配箱等工序，简化了工艺过程和清理工序。,（2）会产生大量的气体浇注过程中，由于模样受高温金属滚热辐射的作用，在与金属液接触前，先发生软化、融熔，继之燃烧气化，产生了大量的气体，使金属液与模样间始终保持一个间隙如图。因此，浇注时金属液上升速度低于模样的气化速度，或铸型的透气性高时，值就较大，其气体压力亦愈小，这有利于聚苯乙烯的高温分解产物渗入或逸出铸型，有利于提高铸件质量。当上升速度超过模样材料的气化速度时，引起中气体压力的增加，迫使金属液上升速度减慢，且易发生金属液沸腾，使尚未完全气化的聚苯乙烯残留物卷入金属液内或压向铸型表面，引起铸件的缺陷。,1-泡沫塑料模样；2-金属液；3-间隙,（3）造型工艺严格实型铸造用型砂要求透气性高，填砂时应防止模样变形，紧实均匀。对形状复杂的内腔或填砂困难处，可将模样作成分块结构或放芯骨、砂钩等，以便填砂春砂，保证砂型的强度。为利于排气，宜在铸型上多戳出气孔，同时更应注意铸型的紧固，以免引起抬箱、溢箱。（4）选用底注式浇注系统实型铸造的浇注系统宜选用开放的底注式浇口，使液体金属由铸型底部注入型腔。内浇口的最小截面积应比普通铸造的尺寸大1O%15，截面厚度不小于5mm。（5）浇注温度要高浇注时的原则是高温（比普通铸造的浇注温度高2080），先慢后快，即待浇注系统充满后再加快浇速，且不得中断，以免产生冷隔、夹渣等缺陷。（6）实体模样表面应涂覆涂料实型铸造铸件的表面质量取决于模样表面的粗糙度和涂层的透气性、强度和耐高温性能。一般铸件可采用石蜡+泡沫聚苯乙烯塑料粉末作为涂料。涂料涂覆方法除小型成批模样宜采用浸涂外，一般均为涂刷和喷涂，涂料层厚为0525mm。,实型铸造的特点和应用,实型铸造与砂型铸造相比较具有下列特点：a.简化铸件生产工序，缩短生产周期b.降低了铸件废品率，提高了铸件质量c.实型铸造能避免普通砂型铸造因起模、组芯及合箱等所引起的铸件尺寸误差和缺陷，使铸件尺寸精度提高。d.增大了铸件设计的自由度，由于模样没有分型面，因而很多普通砂型铸造难以实现的问题在实型铸造时却容易解决。产品设计者可根据总体需要设计铸件结构。e.提高了材料利用率,实型铸造与砂型铸造相比较具有下列特点：a.简化铸件生产工序，缩短生产周期b.降低了铸件废品率，提高了铸件质量c.实型铸造能避免普通砂型铸造因起模、组芯及合箱等所引起的铸件尺寸误差和缺陷，使铸件尺寸精度提高。d.增大了铸件设计的自由度，由于模样没有分型面，因而很多普通砂型铸造难以实现的问题在实型铸造时却容易解决。产品设计者可根据总体需要设计铸件结构。e.提高了材料利用率,与传统的铸造技术相比，消失模铸造技术具有与无伦比的优势，因此被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。1956年美国人H.F.SHOYER开始了将聚苯乙烯泡沫塑料用于铸造的试验，并获得成功，1958年以专利形式公布于众，称之为“无型腔铸造”。开始只是用来制造金属雕像等艺术品铸件，1962年西德从美国引进专利，消失模铸造法才开始了工业应用。,1964年美国的T.R.SMITH发表了使用无粘结剂干砂造型生产消失模铸件专利。到了1967年，采用普通粘土砂和自硬砂的消失模铸造法获得了成功,并在许多国家得到了应用，生产了成千上万吨铸件，但无粘结剂干砂实型铸造却没得到发展，仍处于探索阶段。在六十、七十年代，消失模铸造法仅限于单件小批生产，典型产品是汽车模具、机器底座、艺术品等。1968年，德国人E.KRYZMOWSKI在砂箱内抽成负压进行浇注，取得了专利，即现在的消失模铸造。八十年代以前，由于工艺、型砂和涂料等问题以及模型质量不高所导致的实型铸件外观及内在质量不够好，使得消失模铸造法发展缓慢。1981年以后由于发泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大进步、模型组合粘结剂质量改善、高质量涂料被研制成功等工艺技术的进步，消失