消失模铸造泡沫热解特性及其对金属液充型过程影响研究

《消失模铸造泡沫热解特性及其对金属液充型过程影响研究》是一篇探讨消失模铸造过程中泡沫材料在高温下发生热解行为及其对金属液充型过程影响的学术论文。该论文针对消失模铸造技术中的关键问题，即泡沫模型在受热后产生的气体和残留物如何影响金属液的流动、凝固以及最终铸件的质量，进行了深入的研究与分析。

论文首先介绍了消失模铸造的基本原理和工艺流程。消失模铸造是一种以泡沫塑料为模型材料，通过涂覆涂料后埋入干砂中，再注入熔融金属进行铸造的技术。这种方法具有成形精度高、无需分型面、生产效率高等优点，广泛应用于复杂形状铸件的生产。然而，在实际应用中，泡沫模型在高温金属液的作用下会发生复杂的物理和化学变化，尤其是热解过程，这直接影响了金属液的充型效果和铸件质量。

论文重点研究了泡沫材料在不同温度条件下的热解特性。通过实验手段，如热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC），分析了泡沫材料在受热过程中的质量损失、放热反应以及气体释放规律。研究发现，泡沫材料在受热初期主要发生物理脱水和挥发性物质的逸出，随后进入热解阶段，产生大量气体，包括氢气、甲烷、一氧化碳等。这些气体的生成不仅会影响金属液的流动路径，还可能造成铸件内部的气孔缺陷。

此外，论文还探讨了泡沫热解产物对金属液充型过程的影响机制。研究结果表明，泡沫热解产生的气体在金属液中形成气泡，可能导致金属液流动不畅，甚至引发浇注中断。同时，热解产物中的碳质残留物可能附着在铸件表面，影响其表面质量和力学性能。因此，合理控制泡沫材料的热解行为，是提高消失模铸造质量的关键。

为了进一步优化泡沫材料的性能，论文提出了一些改进措施。例如，通过调整泡沫材料的配方，加入适量的阻燃剂或发泡剂，可以有效抑制热解反应的速度，减少气体的过量释放。同时，优化铸造工艺参数，如浇注温度、浇注速度和砂箱压力，也有助于改善金属液的充型效果。

论文还通过数值模拟方法，建立了泡沫热解与金属液充型之间的耦合模型。利用计算流体动力学（CFD）软件，模拟了泡沫热解气体在金属液中的扩散过程，并分析了不同热解条件下金属液的流动状态。模拟结果与实验数据相吻合，验证了所建模型的准确性，为后续的工艺优化提供了理论依据。

综上所述，《消失模铸造泡沫热解特性及其对金属液充型过程影响研究》是一篇具有重要理论价值和实践意义的论文。它不仅揭示了泡沫材料在消失模铸造过程中的热解行为，还深入分析了这些行为对金属液充型过程的影响机制，为提高消失模铸造技术的稳定性和产品质量提供了科学指导。