CN109465387B

CN109465387B - SiCp/EPS消失模及SiCp/Al铸造成形工艺

Info

Publication number: CN109465387B
Application number: CN201811567507.XA
Authority: CN
Inventors: 谭建波
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN109465387A

Abstract

本发明涉及SiCp/EPS消失模及SiCp/Al铸造成形工艺，属于铸造技术领域。SiCp/EPS消失模制备工艺如下，1，混料制备：按体积份数称取SiC颗粒、稀土粉、EPS珠粒、黏结剂，并将称取的SiC颗粒、稀土粉、EPS珠粒、黏结剂混合均匀；2，将模具预热至工作温度后，进行下一步操作，3，利用压缩空气将混合材料填入模具，通入热蒸汽，并保持压力；4，保压结束后，解除热蒸汽；在模具背面喷水冷却，使模具冷却使材料温度降至软化温度以下，定形后出模，得到SiCp/EPS消失模模样。SiCp/Al消失模铸造成形工艺使用上述工艺制备的SiCp/EPS消失模模样。本发明生产效率高，能够提高零件的力学性能。

Description

SiCp/EPS消失模及SiCp/Al铸造成形工艺

技术领域

本发明涉及一种SiCp/EPS消失模及SiCp/Al铸造成形工艺，属于铸造技术领域。

背景技术

SiC具有优良的物理和化学性能，而且SiC颗粒作为磨料的市场非常成熟，使得SiC粉体品种较多、价格较低廉。因此，将磨料工业提供的廉价SiC颗粒加入到铝熔体中(铸造法)，制备的SiC颗粒增强铝基复合材料具有成本低廉、适合工业化生产等优点。因此，从上世纪80年代开始，国外一些研究部门投入了大量的人力和物力致力于SiCp/Al复合材料的研究。截至目前，SiC颗粒增强铝基复合材料作为金属基复合材料的典型代表，是目前最具广泛使用价值的先进复合材料之一，已在工业发达国家中广泛应用。

美国DWA复合材料公司与洛克希德•马丁公司，将粉末冶金法制备的SiC颗粒增强铝基（6092Al）复合材料用到了F216战斗机的腹鳍制造上，取代了原有的2214铝合金蒙皮结构，从而使其刚度提高了50%，使用寿命也由原来的数百小时提高到了8000小时，达到了飞机设计的全寿命周期，相当于提高了17倍。美国ARCO公司生产的30%-35%(体积)SiCp/2024铝基复合材料可用来代替Al，Ti等合金制造飞机的结构件，如直升飞机的翼前缘加强筋、大的通用正弦形梁以及起落架等。另外，铸造SiCp/A356颗粒增强复合材料可制造直升飞机的起落架和阀体以及飞机液压管。洛克希德公司用SiCp/2009铝基复合材料成功制造了先进自喷气战斗机的地垂尾安定面。原设计在F-16战斗机上的26个可活动燃油检查口盖，使用寿命只有2000小时，而且每年还要检查2~3次。后来替换成SiC颗粒增强铝基复合材料后，其刚度提高了40%，承载能力提高了28%，预计平均翻修寿命提高到8000小时，裂纹检查周期也延长到了2~3年。在F-218“大黄蜂”战斗机上，采用SiC颗粒增强铝基复合材料制造的战斗机液压致动器缸体，与替代前的铝青铜材料相比，不仅重量大幅度减轻、热膨胀系数有效降低，而且结构的疲劳极限还提高了一倍以上。F-22“猛禽”战斗机上的自动驾驶仪、发电单元、抬头显示器和电子计数测量阵列上就广泛采用SiCp/Al复合材料来代替传统的2、3级封装材料，取得了减重70%以上的显著效果，同时因为SiCp/Al复合材料具有很高的热导率，能够显著降低电子模块的工作温度，提高其工作的可靠性。

加拿大Cercast公司采用熔模精密铸造技术浇注的飞机摄像机万向架的材质为A357+20%SiC，直径达780mm，质量仅为17.3kg，明显降低了万向架的重量。法国EurocopterEuropean Aeros Pace Defenceand Space Company采用DWA公司提供的15%SiCp/2009复合材料经等温锻造精密成型，应用于DauphinAS365N4和ColibriEC120直升机旋翼连接件和NH90的动环与不动环上，实现了单架直升飞机减重达到14kg。美国Lockheed MartinAeronautics Company采用DWA公司7.5%SiCp/6092复合材料坯锭经热轧生产F-16上的加油盖。英国航天金属基复合材料公司(AMC)采用机械合金化法研制出了高模量、耐疲劳的SiC和Si混合颗粒增强铝基复合材料，并成功应用于法国Eurocopter公司生产的EC-120新型民用直升机上。英国航天公司用10%(体积)SiC颗粒增强铝基复合材料代替铁元件制造三叉戟导弹元件，大幅度降低了成本。俄罗斯航空、航天部门将SiCp/Al复合材料应用到了卫星惯性导航平台和支承构件之上。

在仪器仪表方面，IBM公司利用复合材料低密度、导热性能好的性能特点，在MCMs(多道存储系统)器件中使用该种材料封装和改进冷却系统结构，将结构器件在工作时产生的热量消散，大大提高了部件的使用寿命。美国DWA公司已经使用了25%SiCp/6061A1复合材料代替7075铝合金板材制造航空结构中的导槽、角材等构件，使其密度大大降低，同时又提高了机构间的弹性模量。

在其它方面，BP公司已经将SiCp/A1复合材料应用到了Raleigh'S赛车自行车框架上，该框架重量轻、模量高、不易挠曲的性能明显优于铝合金齿轮。

Alcan公司(加拿大)用碳化硅颗粒增强铝基复合材料成功地制备出了多种高级体育器材(包括高尔夫球杆及网球拍等)。Duralcan公司(美国)研发并制造出用于自行车链齿轮的SiCp/Al复合材料。这种自行车链齿轮重量轻(仅427g)、不易挠曲变形、刚度高，性能显著优于铝合金链齿轮，现在已经广泛应用在越野自行车上。

国内在该领域的应用虽然起步比较晚，但也取得了很大的进展，如北京航空航天材料研究所已用颗粒增强铝基复合材料制造出了多种宇航零件，但与国外相比，国内颗粒增强铝基复合材料的研究与应用仍有较大的差距。

SiCp/Al复合材料制备工艺粉末冶金法、动力成形法、喷雾沉积技术、无压浸渗法和铸造法。

铸造法是指通过往金属铝熔体引入增强颗粒并使增强颗粒均匀分散于熔体中然后铸造成形。根据采用的分散方式不同分为机械搅拌、电磁搅拌、超声振动处理等。根据金属熔体所处的固液态不同分为液态搅拌、半固态搅拌等。与其它方法相比，铸造法可使用传统的铸造设备和装置，具有成本低廉、适合工业化生产、可以制造大型、复杂零件等优点，是目前制备颗粒、晶须和短纤维增强金属基复合材料的主要工艺方法。包括：压铸法、反压铸造法、挤压铸造法、半固态铸造法、消失模铸造法等。

采用铸造法制备SiC颗粒增强铝基复合材料需要解决外加SiC颗粒与金属铝熔体不湿润而加入困难、SiC颗粒分布不均匀，以及制备时高温铝熔体与增强颗粒由于长时间接触导致的有害界面反应。SiC颗粒与铝液在650℃短时间或610℃长时间接触会发生如下反应。

4Al+3SiC→Al4C3+Si

Al4C3的生成会使得熔体粘度增加。而且它是脆性相，会显著降低复合材料的力学性能。另外，它易与水发生反应。

消失模铸造表面复合材料工艺是将配制好的合金涂料涂覆在用可发性聚苯乙烯制成的铸件模型上，涂刷耐火材料并烘干后，用干砂振动造型。当合金液充型时，泡沫模样和合金化涂料层中的有机粘结剂等遇高温合金液分解气化，产生的气体在负压抽力的作用下从涂层空隙中溢出，高温金属液在毛细管力、负压吸力、铁液静压力等作用下，向合金粉末空隙渗入，合金粉末颗粒熔融、分解和扩散，最终与母液结合形成表面具有特殊性能的铸件。

经检索，中国发明专利（CN103394671A），发明名称为消失模铸造高锰钢耐磨表面复合材料的制备工艺，该专利采用消失模铸造的方法制备表面复合材料，其工艺步骤为：制备水基涂料，制备水基涂料的原料选用：SiC颗粒、铬铁粉、稀土、EPS珠粒、CMC，按重量份数称取SiC颗粒、铬铁粉、稀土粉、EPS珠粒、CMC；将制得的水基涂料涂敷在消失模模样表面，将上涂料后的消失模模样放入烘干室烘烤，水基涂料涂挂好后，最后涂普通消失模铸钢涂料，烘干。组箱，干砂振动造型，浇注。该工艺制备的表面耐磨复合材料，表面复合层厚度3-4mm。

该工艺在实施后发现，由于是在模样表面涂覆涂料，表面涂料层和金属液发生冶金反应，形成表面复合材料层，即零件的一部分。然而，在模样涂覆涂料时，由于涂料厚度难以精确控制，导致零件的尺寸无法精确控制，因此，给批量生产带来很大的困难，而且，耐磨层厚度也不能做的太厚，耐磨层厚度通常只能到3-5mm。

发明内容

本发明的目的是提供一种SiCp/EPS消失模及SiCp/Al铸造成形工艺，以解决上述问题。该工艺操作方便，工艺流程短，能耗低，易于实现工业化生产，尤其是能够显著提高铸造铝合金的力学性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种SiCp/EPS消失模工艺，包括如下工艺步骤：

步骤1：混料制备：按体积份数SiC颗粒10～15份、稀土粉2～3份、EPS珠粒80～87份、黏结剂1～2份，称取原料，并将称取的原料在机械搅拌仪中混合均匀；

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为100℃～135℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.15～0.25MPa，并保持压力；

步骤4：保压结束后，解除热蒸汽；在模具背面喷水冷却，使模具冷却到40～50℃，使材料温度降至软化温度以下，定形后出模，得到SiCp/EPS消失模模样。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1中SiC表面进行超声波清洗；步骤1中黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面再与SiC颗粒和稀土粉搅拌均匀。

本发明技术方案的进一步改进在于：SiC颗粒的粒度为800～2500目。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2中的模具预热温度为95℃～105℃，步骤3中的热蒸汽温度为120℃，步骤3中的保压时间为0.5-10min。

本发明技术方案的进一步改进在于：复杂的模样分块制造，再将各模块的模样组装成整体模样，模样和浇注系统组装成模样组。

一种SiCp/Al铸造成形工艺，采用SiCp/EPS消失模；具体步骤为，

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；

（2）将涂上涂料后的SiCp/EPS模样放入烘干室烘烤，烘烤温度50～55℃，烘干室的相对湿度小于等于30%；

（3）组箱，干砂振动造型；

（4）浇注，浇注温度740～760℃，浇注完毕保温2～5小时，翻箱、落砂，得到零件；

（5）对零件进行热处理，加热温度520℃～540℃，保温时间1～8h。

本发明技术方案的进一步改进在于：浇注采用负压浇注，负压度为0.02～0.04MPa，保压10～50分钟。

本发明技术方案的进一步改进在于：浇注采用重力浇注，重力浇注时，不抽负压。

本发明技术方案的进一步改进在于：铝合金涂料层厚度为0.8～1.5mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：铝合金涂料层是ZL铝合金涂料。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

本发明主要采用SiC颗粒、稀土粉、黏结剂、EPS珠粒等原料，SiC颗粒来源广，价格便宜，因此，SiC颗粒增强铝合金复合材料有良好的应用前景。

本发明中使用的SiC颗粒硬度高，耐磨，但SiC颗粒加入钢、铁中容易分解为Si和C，增强作用明显下降。由于铝合金液温度低，分解现象显著减小，因此，本发明将SiC颗粒应用到增强铝基复合材料中，SiC与铝合金液能够相互作用，最终使铸件的性能得到提高。同时混合稀土RE的加入也能够减少SiC的分解现象。

本发明的SiCp/EPS消失模制备工艺，能够制备出使用性能良好的消失模模样。在使用该消失模模样后，尤其是应用到铸铝合金零件中，显著提高了铸造铝合金的力学性能。

本发明中设计SiC颗粒的粒度为800～2500目，使消失模模样内部结构质地均匀，在使用时有利于后续铸造成形工艺的顺利进行。

本发明中利用压缩空气将混合材料填入模具，能够保证混合材料均匀的在模具中填充。通入热蒸汽并保压，能够保证混合材料在模具中充实，提高质量。热蒸汽还能够起到对珠粒的进一步膨胀作用。

本发明是先制备含有增强颗粒的消失模模样，再采用消失模铸造的方法制备复合材料，此工艺不但可制备整体复合材料零件，也可制备耐磨表面复合材料零件，而且，可以做到尺寸精确。

本发明在制作表面耐磨复合材料时，只需将制备的含有增强颗粒的模样，根据形状及尺寸需要进行切割，然后，粘接在EPS模样表面，浇注后，此处即可得到耐磨表面复合材料，且尺寸精确。

本发明还提供了制作复杂消失模模样的方法，通过将复杂的模样分块制造，再将各模块的模样组装成整体模样，提高了该工艺的适用性。

本发明的工艺过程可操作性强，生产成本低，生产效率高，易于实现工业化生产，能够提高零件的力学性能，延长零件的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明公开了一种SiCp/EPS消失模及SiCp/Al铸造成形工艺，具体的说是一种消失模模样制备工艺，以及使用该消失模模样的铸造成形工艺。下面是具体的实施例：

一种SiCp/EPS消失模工艺，包括如下工艺步骤：

步骤1：混料制备：按体积份数SiC颗粒10～15份、稀土粉2～3份、EPS珠粒80～87份、黏结剂1～2份，称取原料，并将称取的原料在机械搅拌仪中混合均匀；该步骤中SiC表面进行超声波清洗。在混料前，首先将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉搅拌均匀。进一步，优选的，SiC颗粒的粒度为800～2500目，所述稀土粉为混合稀土RE。

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；具体的是将模具预热温度设置为95℃～105℃，并且最佳的温度为100℃。

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为100℃～135℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.15～0.25MPa，并保持压力。该步骤中的热蒸汽温度优选地设置为120℃，保压时间设置为0.5-10min。

如果是用于制作复杂的模样，则将复杂的模样分块制造，再将各模块的模样组装成整体模样，将模样和浇注系统组装成在一起进行后续铸造成形工艺。

一种SiCp/Al铸造成形工艺，采用了上述工艺制备的SiCp/EPS消失模模样。具体步骤为，

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；SiCp/EPS模样即为上述工作制作而成。通常优选地，铝合金涂料层厚度为：0.8～1.5mm。铝合金涂料层是ZL铝合金涂料。

（2）将涂上涂料后的SiCp/EPS模样放入烘干室烘烤，烘烤温度50～55℃，烘干室的相对湿度小于等于30%。

（3）组箱，干砂振动造型。

（4）浇注，浇注温度740～760℃，浇注完毕保温2～5小时，翻箱、落砂，得到零件；浇注采用负压浇注，负压度为0.02～0.04MPa，保压10～50分钟。浇注也可以采用重力浇注，重力浇注时，不抽负压。

本发明中的EPS是指聚苯乙烯泡沫（ExPandedPolystyrene简称EPS），是一种轻型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时加热进行软化，产生气体，形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。

本发明采用消失模干砂真空铸造法制备铝合金复合材料，是一种新型的金属复合材料制备工艺。本发明主要采用SiC颗粒、稀土粉、黏结剂、EPS珠粒等原料，SiC颗粒来源广，价格便宜，因此，SiC颗粒增强铝合金复合材料有良好的应用前景。SiC颗粒与稀土粉相结合制造消失模，然后使用该消失模进行铝基复合材料的铸造，该工艺中加入的是混合稀土RE作为稀土粉,使用的混合稀土粉能够充分的使SiC颗粒发挥增强基体强度的作用，并且有利于后续铝合金材料铸造中性能的提高。混合稀土达到了单一稀土不能达到的效果，更加特别适合于SiCp/EPS消失模工艺，以及后续的SiCp/Al铸造成形工艺。混合稀土能够对铝液起到净化作用，还能够细化晶粒。

本发明在SiCp/EPS消失模制备工艺中，通过设计合理的原料体积份数，以及热蒸汽温度、压力、时间等合理的制备工艺参数，最终制备出了使用性能良好的消失模模样。在使用该消失模模样后，尤其是应用到铸铝合金零件中，显著提高了铸造铝合金的力学性能。本发明给出了各工艺参数的合理范围，各个工艺参数的结合能够使原材料的性能得到充分发挥。

本发明在混料前，首先是将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉搅拌均匀。该设计能够使黏结剂充分的发挥作用，将SiC颗粒和稀土粉同EPS珠粒均匀的黏结吸附。进而，在后续的消失模铸造时，EPS珠粒气化后，SiC颗粒能够均匀的分布在铸件基体内。黏结剂的加入量为总体的原料的1%～2%，该加入量为最佳的加入量，能够保证SiC颗粒与EPS珠粒的充分黏结吸附。

本发明中利用压缩空气将混合材料填入模具，能够保证混合材料均匀的在模具中填充。通入热蒸汽并保压，能够保证混合材料在模具中充实，提高质量。热蒸汽还能够起到使珠粒进一步膨胀。

本发明提供了两种浇注方式，重力浇注和负压浇注，均可以达到预期效果，可以根据需要进行选择。

本发明对SiC颗粒进行超声波清洗后，能够提高SiC颗粒和铸件基体的结合强度，最终提高铸件的力学性能。超声波清洗处理能够改善SiC颗粒的分布状态和SiC颗粒铝基金属基体的界面结合性能。

本发明可操作性强，生产成本低，生产效率高，易于实现工业化生产，尤其是提高零件的力学性能，延长零件的使用寿命，节能降耗，符合我国可持续发展的理念。

在具体的实施中，平均厚度3～7mm的模样，蒸汽温度120℃，蒸汽压力0.2MPa，加热时间为4分钟。平均厚度8～12mm的模样，蒸汽温度120℃，蒸汽压力0.25MPa，加热时间为10分钟。根据模样的厚度来确定蒸汽温度、蒸汽压力和加热时间，一般是模样厚度大，则相应的参数也较大。

以下为具体的实施例：

实施例1：

一种SiCp/EPS消失模工艺，按如下工艺步骤进行：

步骤1：混料制备：按体积份数称取SiC颗粒10份、稀土粉2份、EPS珠粒87份、黏结剂1份。首先将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉在机械搅拌仪中混合均匀。其中的，SiC颗粒的粒度为800目。稀土粉为混合稀土RE。

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；具体的是将模具预热温度设置为100℃。

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为100℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.15MPa，并保持压力30s。

步骤4：保压结束后，解除热蒸汽；在模具背面喷水冷却，使模具冷却到40℃，使材料温度降至软化温度以下，定形后出模，得到SiCp/EPS消失模模样。

然后使用上述工艺制备的SiCp/EPS消失模模样进行SiCp/Al消失模铸造成形工艺，具体步骤为：

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；SiCp/EPS模样即为上述工作制作而成。铝合金涂料层厚度为：0.8mm，其中用到的铝合金涂料层可以是ZL铝合金涂料。

（2）将涂上涂料后的SiCp/EPS模样放入烘干室烘烤，烘烤温度50℃，烘干室的相对湿度小于等于30%。

（3）组箱，干砂振动造型。

（4）浇注，浇注温度740℃，浇注完毕保温2小时，翻箱、落砂，得到零件；浇注采用负压浇注，负压度为0.02MPa，保压10分钟。

（5）对零件进行热处理，加热温度520℃，保温时间1h。最终得到所需零件。

实施例2：

一种SiCp/EPS消失模工艺，按如下工艺步骤进行：

步骤1：混料制备：按体积份数称取SiC颗粒12份、稀土粉2份、EPS珠粒85份、黏结剂1份。首先将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉在机械搅拌仪中混合均匀。其中的，SiC颗粒的粒度为1600目。稀土粉为混合稀土RE。

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；具体的是将模具预热温度设置为95℃。

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为128℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.19MPa，并保持压力8分钟。

步骤4：保压结束后，解除热蒸汽；在模具背面喷水冷却，使模具冷却到50℃，使材料温度降至软化温度以下，定形后出模，得到SiCp/EPS消失模模样。

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；SiCp/EPS模样即为上述工作制作而成。铝合金涂料层厚度为：1.5mm，其中用到的铝合金涂料层可以是ZL铝合金涂料。

（2）将涂上涂料后的SiCp/EPS模样放入烘干室烘烤，烘烤温度55℃，烘干室的相对湿度小于等于30%。

（3）组箱，干砂振动造型。

（4）浇注，浇注温度760℃，浇注完毕保温5小时，翻箱、落砂，得到零件；浇注采用负压浇注，负压度为0.04MPa，保压50分钟。

（5）对零件进行热处理，加热温度540℃，保温时间8h。最终得到所需零件。

实施例3：

一种SiCp/EPS消失模工艺，按如下工艺步骤进行：

步骤1：混料制备：按体积份数称取SiC颗粒15份、稀土粉2份、EPS珠粒81份、黏结剂2份。首先将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉在机械搅拌仪中混合均匀。其中的，SiC颗粒的粒度为2500目。稀土粉为混合稀土RE。

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；具体的是将模具预热温度设置为105℃。

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为120℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.25MPa，并保持压力5分钟。

步骤4：保压结束后，解除热蒸汽；在模具背面喷水冷却，使模具冷却到46℃，使材料温度降至软化温度以下，定形后出模，得到SiCp/EPS消失模模样。

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；SiCp/EPS模样即为上述工作制作而成。铝合金涂料层厚度为：1.2mm，其中用到的铝合金涂料层可以是ZL铝合金涂料。

（2）将涂上涂料后的SiCp/EPS模样放入烘干室烘烤，烘烤温度52℃，烘干室的相对湿度小于等于30%；

（3）组箱，干砂振动造型。

（4）浇注，浇注温度750℃，浇注完毕保温3.3小时，翻箱、落砂，得到零件；浇注采用负压浇注，负压度为0.03MPa，保压33分钟。

（5）对零件进行热处理，加热温度528℃，保温时间3.5h。最终得到所需零件。

实施例4：

一种SiCp/EPS消失模工艺，按如下工艺步骤进行：

步骤1：混料制备：按体积份数称取SiC颗粒11份、稀土粉2份、EPS珠粒85份、黏结剂2份。首先将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉在机械搅拌仪中混合均匀。其中的，SiC颗粒的粒度为1100目。稀土粉为混合稀土RE。

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；具体的是将模具预热温度设置为102℃。

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为135℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.24MPa，并保持压力10分钟。

步骤4：保压结束后，解除热蒸汽；在模具背面喷水冷却，使模具冷却到42℃，使材料温度降至软化温度以下，定形后出模，得到SiCp/EPS消失模模样。

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；SiCp/EPS模样即为上述工作制作而成。铝合金涂料层厚度为：1.0mm，其中用到的铝合金涂料层可以是ZL铝合金涂料。

（3）组箱，干砂振动造型。

（4）浇注，浇注温度740℃，浇注完毕保温3小时，翻箱、落砂，得到零件；浇注采用采用重力浇注，重力浇注时，不抽负压。

（5）对零件进行热处理，加热温度520℃，保温时间6h。最终得到所需零件。

实施例5：

一种SiCp/EPS消失模工艺，按如下工艺步骤进行：

步骤1：混料制备：按体积份数称取SiC颗粒13份、稀土粉3份、EPS珠粒82份、黏结剂2份。首先将黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面，然后再与SiC颗粒和稀土粉在机械搅拌仪中混合均匀。其中的，SiC颗粒的粒度为2000目。稀土粉为混合稀土RE。

步骤3：利用压缩空气将混合材料填入模具，通入温度为120℃的热蒸汽，热蒸汽压力0.19MPa，并保持压力3分钟。

（3）组箱，干砂振动造型。

（4）浇注，浇注温度735℃，浇注完毕保温3.5小时，翻箱、落砂，得到零件；浇注采用采用重力浇注，重力浇注时，不抽负压。

（5）对零件进行热处理，加热温度528℃，保温时间5.5h。最终得到所需零件。

经检测，上述实施例中的铸造铝合金的力学性能得到提升30%以上，最终的零件的力学性能提高了33%以上。

上述实施例为本发明的较佳实施例，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种SiCp/EPS消失模工艺，其特征在于：包括如下工艺步骤：

步骤1：混料制备：按体积份数SiC颗粒10～15份、稀土粉2～3份、EPS珠粒80～87份、黏结剂1～2份，称取原料，并将称取的原料在机械搅拌仪中混合均匀；SiC表面进行超声波清洗；步骤1中黏结剂配制成溶液后喷在EPS珠粒表面再与SiC颗粒和稀土粉搅拌均匀；

步骤2：将模具预热至工作温度后，进行下一步操作；

2.根据权利要求1所述的SiCp/EPS消失模工艺，其特征在于：SiC颗粒的粒度为800～2500目。

3.根据权利要求1所述的SiCp/EPS消失模工艺，其特征在于：步骤2中的模具预热温度为95℃～105℃，步骤3中的热蒸汽温度为120℃，步骤3中的保压时间为0.5-10min。

4.根据权利要求1所述的SiCp/EPS消失模工艺，其特征在于：复杂的模样分块制造，再将各模块的模样组装成整体模样，模样和浇注系统组装成模样组。

5.一种SiCp/Al铸造成形工艺，其特征在于：采用权利要求1～4中任一项的工艺制备的SiCp/EPS消失模模样；具体步骤为，

（1）在SiCp/EPS模样表面涂铝合金消失模铸造涂料；铝合金涂料层厚度为0.8～1.5mm；

（3）组箱，干砂振动造型；

6.根据权利要求5所述的SiCp/Al铸造成形工艺，其特征在于：浇注采用负压浇注，负压度为0.02～0.04MPa，保压10～50分钟。

7.根据权利要求5所述的SiCp/Al铸造成形工艺，其特征在于：浇注采用重力浇注，重力浇注时，不抽负压。