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消失模模样密度及收缩率的研究

作 者: 裴丹丹
导 师: 游晓红
学 校: 太原科技大学
专 业: 材料加工工程
关键词: 消失模铸造?泡沫模样?工艺?模样密度?模样收缩率
分类号: TG249.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 43次
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内容摘要


消失模铸造具有铸件质量好、废品率低、铸件无飞边毛刺等多项优点,近来发展很快,消失模生产企业迅速增加。但在大规模的生产应用过程中发现,关于消失模的理论研究不足,没有比较成熟的理论来指导生产,从而导致许多企业不能稳定生产,甚至很快倒闭,造成很大的经济损失。消失模模样的制备是消失模铸造成败的关键之一,因此本文针对消失模样进行一些基础研究。影响消失模模样质量的两个关键指标是密度和收缩率。模样密度太大,影响金属液的充型,铸件容易产生缺陷;模样密度太小,模样强度不够,导致铸件产生表面质量缺陷和变形。消失模模样的收缩率影响消失模铸件的收缩率,模样收缩太大时会导致铸件报废。基于此,本文首先采用真空预发泡和立式泡沫模型机进行成型,研究了发泡工艺和成型工艺对EPS、STMMA模样密度和收缩率的影响,并对其机理进行了分析,在此基础上又通过通过正交试验,分析各个工艺参数对EPS磨球消失模模样密度的影响程度,得到以下结论:(1)模样密度随着预发时间的延长,熟化时间的延长,成形压力的增大和成形时间的延长呈减小趋势。其中预发泡时间对模样密度的影响最大,成形蒸汽压力和成形时间次之,熟化时间对模样密度的影响最小。(2)模样收缩率随着预发时间的延长,熟化时间的增大,成形蒸汽压力的增大呈减小趋势。其中成形蒸汽压力对模样收缩率的影响最大,预发泡时间次之,熟化时间的影响最小;贮存温度对模样总的收缩率几乎没有影响;EPS模样的总收缩率为0.6%~0.7%左右,STMMA模样的总收缩率为0.2%~0.35%左右。(3)影响EPS磨球消失模模样密度的最主要工艺参数为预发泡时间,其次为成形蒸汽压力,而成形时间和预发珠粒的熟化时间影响较小。试验条件下获得的最佳工艺条件为:预发泡时间9min,成形蒸汽压力0.1MPa,成形时间14s,熟化时间4h,密度为20.68g/L。

全文目录


中文摘要??4-5
ABSTRACT??5-9
第一章 绪论??9-19
??1.1 课题研究的背景与意义??9-11
????1.1.1 消失模铸造技术??9-10
????1.1.2 国内消失模铸造研究状及存在的问题??10-11
??1.2 消失模制模技术??11-12
??1.3 国内外消失模模样研究现状??12-17
????1.3.1 消失模模样预发工艺的研究现状及进展??12-14
????1.3.2 消失模模样成型工艺的研究现状和发展??14-15
????1.3.3 消失模模样存在的问题??15
????1.3.4 消失模模样密度和收缩率的研究进展??15-17
??1.4 本文研究的主要内容??17-19
第二章 试验原理及方法??19-29
??2.1 实验原理??19-23
????2.1.1 真空预发泡机理的分析??19-21
????2.1.2 预发珠粒的熟化机理??21
????2.1.3 预发珠粒充填原理??21
????2.1.4 成型发泡的机理??21-22
????2.1.5 泡沫模样的冷却机理??22
????2.1.6 模样的干燥机理??22-23
??2.2 实验仪器及设备??23-25
??2.3 试验内容??25-29
????2.3.1 实验方案??25-27
????2.3.2 试验结果的检测方法??27-29
第三章 消失模模样密度的研究??29-39
??3.1 EPS 模样密度的研究??29-33
????3.1.1 预发泡时间对预发珠粒的堆密度的影响??29-30
????3.1.2 预发泡堆密度与模样密度之间的关系??30
????3.1.3 工艺因素对模样密度的影响??30-32
????3.1.4 成型发泡工艺与 EPS 模样密度的关系??32-33
??3.2 模样的表面粗糙度??33-36
??3.3 工艺因素对 STMMA 模样密度的研究??36-38
????3.3.1 预发泡时间对 STMMA 模样密度的影响??36
????3.3.2 熟化时间对 STMMA 模样密度的影响??36-37
????3.3.3 成形蒸汽压力和成形时间对模样密度的影响??37-38
??3.4 本章小结??38-39
第四章 模样收缩率的研究??39-47
??4.1 EPS 模样收缩率研究??39-43
????4.1.1 不同预发泡时间下放置时间和模样收缩率之间的关系??39-40
????4.1.2 不同预发泡珠粒熟化时间下放置时间与模样收缩率之间的关系??40
????4.1.3 不同成形蒸汽压力和贮存温度下放置时间与 EPS 模样收缩率之间的关系??40-41
????4.1.4 模样放置时间对模样收缩率的影响??41
????4.1.5 EPS 模样密度与模样收缩率之间的关系??41-43
??4.2 STMMA 模样收缩率的研究??43-45
????4.2.1 不同预发泡时间下放置时间与模样收缩率之间的关系??43
????4.2.2 不同熟化时间下放置时间与模样收缩率之间的关系??43-44
????4.2.3 不同成形蒸汽压力贮存温度下放置时间与 STMMA 模样收缩率之间的关系??44-45
??4.3 本章小结??45-47
第五章 工艺因素的正交优化??47-57
??5.1 正交试验的简介??47
??5.2 正交试验的方差分析??47-49
??5.3 信噪比??49-50
??5.4 影响模样密度的各因素及水平的确定??50-51
??5.5 试验数据处理??51-55
??5.6 本章小结??55-57
第六章 结论??57-59
参考文献??59-63
致谢??63-65
攻读学位期间发表的学术论文目录??65-66
附表??66-69

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 特种铸造 > 精密铸造
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