澆鑄

澆鑄

30年代中期，用甲基丙烯酸甲酯的預聚物澆鑄成有機玻璃(見聚甲基丙烯酸甲酯)。第二次世界大戰期間，開發了不飽和聚酯澆鑄製品，其後又有環氧樹脂澆鑄製品，60年代出現了尼龍單體澆鑄。

隨著成型技術的發展，傳統的澆鑄概念有所改變，聚合物溶液、分散體（指聚氯乙烯糊）和熔體也可用於澆鑄成型。用擠出機擠出熔融平膜，流延在冷卻轉鼓上定型，製得聚丙烯薄膜，被稱為擠出－澆鑄法。

澆鑄是把經混合后的葯漿澆鑄到發動機殼體內，固化后形成符合設計要求的發動機裝葯。模芯可先裝配后再澆葯，也可澆完葯漿后再插模芯。混合過程中對葯漿有的已進行真空除氣，有的未進行除氣。在澆鑄過程中，葯漿澆入發動機殼體時還需充分除氣，以保證裝葯的質量。主要的澆鑄工藝方法有以下幾種。

真空澆鑄工藝裝置如右圖所示。在真空條件下，把推進劑葯漿經花棲分割成許多細葯條滴入真空罐內的發司機殼體或模具中。真空澆鑄除通用的噴灑式外，還有插管等方式。

1.澆鑄工裝

澆鑄漏斗可由混合后的混合鍋下部放料閥通過連接管接澆鑄閥，也可用專用澆鑄漏斗。葯漿在澆鑄過程中都需保溫。在漏斗外都有通循環水的夾套。花板有圓孔（直徑3～5 mm）、月牙或扁孔，寬5～7 mm，長20～30 mm，根據工藝特點，也可選用其他形狀和尺寸。較小發動機直徑在200 mm以內，葯形單一，可用一缸多發。

2.真空度

在澆鑄過程中，真空度既是葯漿澆鑄的主要驅動力，也是排除葯漿中空氣的主要手段。保證葯柱無氣孔、緻密、良好的結構強度和彈道的穩定性，有利於葯柱質量的重現性。在澆鑄過程中，葯漿澆鑄動力=真空度+葯漿壓頭。要增加澆鑄動力，可增加藥漿壓頭。因葯漿量一定，故增加藥漿壓頭時，需在葯漿上增加壓力。

由於不同地點、不同時間的大氣壓有所變化，因此不用真空度來控制工藝條件，通常用余壓來控制，即，余壓=大氣壓一真空度。在澆鑄過程中，余壓控制在1.36 kPa以下為宜。

3.澆鑄速度

澆鑄速度對澆鑄的葯柱質量影響很大，從生產周期和葯漿適用期考慮，澆鑄速度快是有利的。但葯漿的除氣與真空度、暴露面和暴露時間有關，並涉及葯漿的黏度、花板孔的形狀與大小、葯條落程長短等因素。為了保證除氣完全，澆鑄速度又不宜太快，原則是，澆入的葯漿能流平，不至於因新舊藥漿流不平而在葯漿之間夾帶氣泡，影響裝葯質量。

4.澆鑄溫度

葯漿的溫度對葯漿的黏度與固化速度影響很大，溫度低時葯漿黏度大，葯漿中的氣泡不易脫出，影響裝葯質量，也影響澆鑄速度。而葯漿溫度太高，則葯漿黏度增長快，適用期縮短。對HTPB推進劑而言，使用固化劑不同，其控制葯漿的溫度也應不同，如用TDI作固化劑，葯漿溫度控制在40℃～45℃：若用IPDI作固化劑，葯漿溫度控制在60℃～65℃為宜。在澆鑄過程中，除控制葯漿溫度外，還需對模芯與發動機殼體保溫，避免由於葯漿與其溫差較大，影響到葯漿流動及與其界面的黏結。

5.澆鑄過程中的幾個問題

①在澆鑄前，因對澆鑄罐先抽真空，達到真空度后，連續抽15 min，真空度達到穩定後方可澆葯。在澆鑄過程中，余壓必須小於規定值。在葯漿澆完后，繼續抽真空15 min，以驅除裝葯頂部的氣泡。澆鑄結束，一定要緩慢放氣，因在真空澆鑄過程中，葯漿有一定的沸騰高度，若放氣太快，會使頂部物料疏鬆或有氣孔。

②花板的孔徑不宜選擇太小、太薄，花板與發動機殼體頂部間距不宜太長，若葯漿成細條或薄片，滴入時易在過程中翻轉，而引起所謂搭葯現象，影響裝葯質量。

③在澆鑄前，發動機殼體與模芯都需保溫，避免與葯漿溫差較大時，表面浸潤不好而影響裝葯質量。

將己除氣的葯漿裝在壓力罐內，其上部連接增壓裝置（通氮氣或壓縮空氣），底部出口處連接導管，將葯漿壓入發動機殼體內，葯位逐漸上升，直至充滿殼體為止。加壓也可通過螺桿方式進行擠壓，發動機上端同時抽真空，這種方式對黏度較高的葯漿也適宜。

澆鑄成型又稱（靜態）鑄塑，是將已準備好的澆鑄原料注人模具中使其固化，獲得與模具型腔相似的製品。澆鑄成型的原料可以是單體、經初步聚合或縮聚的漿狀物或聚合物與單體的溶液等。固化過程中通常發生聚合或縮聚反應。近年來，在傳統的澆鑄成型基礎上還出現了一些新的鑄塑方法，包括嵌鑄、離心澆鑄、流延鑄塑、搪塑、滾塑等。

澆鑄成型時壓力低，故對模具和設備的強度要求不高，投資較小；對產品的尺寸限制較小，宜生產大型製品；產品的內應力低。因而近年來在生產產量上增長較快。缺點是成型周期長，製品尺寸準確性較差。

①丙烯酸酯系樹脂

有機玻璃板材是一種重要的澆鑄製品，既可單件澆鑄，也可連續澆鑄。單件澆鑄是把甲基丙烯酸甲酯單體，或預聚物注入表面光潔度很高的兩塊平板玻璃所組成的模具中，經過一定程序的加熱，單體全部聚合，即可得到製品。連續澆鑄是將物料澆在兩個平行、連續、無端、高度拋光的不鏽鋼帶之間，單體在運行的載體上完成聚合反應。

②酚醛樹脂和環氧樹脂

將配製好的酚醛樹脂或環氧樹脂預聚物注入金屬或石膏的模具中，經加熱固化而製成各種製品。

③不飽和聚酯

將加有碎石、色料等配製好的液態聚酯倒入模具中，在室溫下經一定時間聚合而固化，得到各種美觀的人造大理石製品。

④硝酸纖維素和醋酸纖維素

將一定濃度的聚合物溶液，以一定速度注入併流延在無端金屬帶上，通過加熱脫除溶劑使其固化，然後從載體上剝離而製得薄膜，也稱為溶劑澆鑄。工業上主要用此法生產照相和電影用膠片。

⑤聚醯胺

將熔融己內醯胺單體澆注入模具中，使其在催化劑作用下完成聚合反應，冷卻即得到製品。它特別適用於生產大型製件如齒輪、軸承、油箱等，所得製件強度大、剛性高。

其他可用於澆鑄成型的原料還有聚乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、硅樹脂以及熱塑性橡膠等。

1、清除通道和場地的一切障礙物。

2、檢查鐵水包是否烘乾，包底、包耳、包杠、端把是否安全可靠，轉動部分是否靈活。禁止使用未烘乾的鐵水包。

3、與鐵水接觸的一切工具，使用前必須預熱至500℃以上，否則不準使用。

4、鐵水不得超過鐵水包容積的80%，抬包要平穩慢行，步調一致，防止鐵水濺出傷人。

5、用吊車吊運鐵水前應檢查吊鉤、鏈子是否可靠，吊運時鏈子不準打結，要有專人負責跟隨鐵水包，經過路線，不得有閑雜人員。

嚴格貫徹六不澆：

（1）鐵水溫度不夠不澆；

（2）鐵水牌號不對不澆；

（3）不擋渣不澆；

（4）砂箱不幹不澆；

（5）不放外澆口不澆；

（6）鐵水不夠不澆；

（7）澆鑄時要準確平穩，不準從冒口往砂箱內倒鐵水和看鐵水；

（8）當鐵水澆入砂型時，要隨時點燃出汽孔、冒口、箱縫排出的廢氣、以免毒氣和鐵水飛濺傷人；

（9）剩餘的鐵水要倒在準備好的鐵模或砂坑內，不準倒在砂堆和地面上，防止鐵水爆炸傷人。因跑火或其它原因流在地面上的鐵水，在未凝固之前不得用砂覆蓋，凝固后應及時清除；

（10）所有設備使用前應檢查安全可靠性，使用后要清理乾淨。