浇铸

金银加工方法之一

浇铸（铸造）方法是将金、银熔化成液态状，采用范模浇铸而制成器物的方法，它是最早的金银加工方法之一。浇铸是把经混合后的药浆浇铸到发动机壳体内，固化后形成符合设计要求的发动机装药。

简介

浇铸

30年代中期，用甲基丙烯酸甲酯的预聚物浇铸成有机玻璃(见聚甲基丙烯酸甲酯)。第二次世界大战期间，开发了不饱和聚酯浇铸制品，其后又有环氧树脂浇铸制品，60年代出现了尼龙单体浇铸。

随着成型技术的发展，传统的浇铸概念有所改变，聚合物溶液、分散体（指聚氯乙烯糊）和熔体也可用于浇铸成型。用挤出机挤出熔融平膜，流延在冷却转鼓上定型，制得聚丙烯薄膜，被称为挤出－浇铸法。

浇铸工艺

浇铸是把经混合后的药浆浇铸到发动机壳体内，固化后形成符合设计要求的发动机装药。模芯可先装配后再浇药，也可浇完药浆后再插模芯。混合过程中对药浆有的已进行真空除气，有的未进行除气。在浇铸过程中，药浆浇入发动机壳体时还需充分除气，以保证装药的质量。主要的浇铸工艺方法有以下几种。

真空浇铸

如图《真空浇铸工艺装置》所示。在真空条件下，把推进剂药浆经花栖分割成许多细药条滴入真空罐内的发司机壳体或模具中。真空浇铸除通用的喷洒式外，还有插管等方式。

1.浇铸工装

浇铸漏斗可由混合后的混合锅下部放料阀通过连接管接浇铸阀，也可用专用浇铸漏斗。药浆在浇铸过程中都需保温。在漏斗外都有通循环水的夹套。花板有圆孔（直径3～5 mm）、月牙或扁孔，宽5～7 mm，长20～30 mm，根据工艺特点，也可选用其他形状和尺寸。较小发动机直径在200 mm以内，药形单一，可用一缸多发。

2.真空度

在浇铸过程中，真空度既是药浆浇铸的主要驱动力，也是排除药浆中空气的主要手段。保证药柱无气孔、致密、良好的结构强度和弹道的稳定性，有利于药柱质量的重现性。在浇铸过程中，药浆浇铸动力=真空度+药浆压头。要增加浇铸动力，可增加药浆压头。因药浆量一定，故增加药浆压头时，需在药浆上增加压力。

由于不同地点、不同时间的大气压有所变化，因此不用真空度来控制工艺条件，通常用余压来控制，即，余压=大气压一真空度。在浇铸过程中，余压控制在1.36 kPa以下为宜。

3.浇铸速度

浇铸速度对浇铸的药柱质量影响很大，从生产周期和药浆适用期考虑，浇铸速度快是有利的。但药浆的除气与真空度、暴露面和暴露时间有关，并涉及药浆的黏度、花板孔的形状与大小、药条落程长短等因素。为了保证除气完全，浇铸速度又不宜太快，原则是，浇入的药浆能流平，不至于因新旧药浆流不平而在药浆之间夹带气泡，影响装药质量。

4.浇铸温度

药浆的温度对药浆的黏度与固化速度影响很大，温度低时药浆黏度大，药浆中的气泡不易脱出，影响装药质量，也影响浇铸速度。而药浆温度太高，则药浆黏度增长快，适用期缩短。对HTPB推进剂而言，使用固化剂不同，其控制药浆的温度也应不同，如用TDI作固化剂，药浆温度控制在40℃～45℃：若用IPDI作固化剂，药浆温度控制在60℃～65℃为宜。在浇铸过程中，除控制药浆温度外，还需对模芯与发动机壳体保温，避免由于药浆与其温差较大，影响到药浆流动及与其界面的黏结。

5.浇铸过程中的几个问题

①在浇铸前，因对浇铸罐先抽真空，达到真空度后，连续抽15 min，真空度达到稳定后方可浇药。在浇铸过程中，余压必须小于规定值。在药浆浇完后，继续抽真空15 min，以驱除装药顶部的气泡。浇铸结束，一定要缓慢放气，因在真空浇铸过程中，药浆有一定的沸腾高度，若放气太快，会使顶部物料疏松或有气孔。

②花板的孔径不宜选择太小、太薄，花板与发动机壳体顶部间距不宜太长，若药浆成细条或薄片，滴入时易在过程中翻转，而引起所谓搭药现象，影响装药质量。

③在浇铸前，发动机壳体与模芯都需保温，避免与药浆温差较大时，表面浸润不好而影响装药质量。

底部压铸

将己除气的药浆装在压力罐内，其上部连接增压装置（通氮气或压缩空气），底部出口处连接导管，将药浆压入发动机壳体内，药位逐渐上升，直至充满壳体为止。加压也可通过螺杆方式进行挤压，发动机上端同时抽真空，这种方式对黏度较高的药浆也适宜。

浇铸成型

浇铸成型又称（静态）铸塑，是将已准备好的浇铸原料注人模具中使其固化，获得与模具型腔相似的制品。浇铸成型的原料可以是单体、经初步聚合或缩聚的浆状物或聚合物与单体的溶液等。固化过程中通常发生聚合或缩聚反应。近年来，在传统的浇铸成型基础上还出现了一些新的铸塑方法，包括嵌铸、离心浇铸、流延铸塑、搪塑、滚塑等。

浇铸成型时压力低，故对模具和设备的强度要求不高，投资较小；对产品的尺寸限制较小，宜生产大型制品；产品的内应力低。因而近年来在生产产量上增长较快。缺点是成型周期长，制品尺寸准确性较差。

原料

①丙烯酸酯系树脂

有机玻璃板材是一种重要的浇铸制品，既可单件浇铸，也可连续浇铸。单件浇铸是把甲基丙烯酸甲酯单体，或预聚物注入表面光洁度很高的两块平板玻璃所组成的模具中,经过一定程序的加热,单体全部聚合，即可得到制品。连续浇铸是将物料浇在两个平行、连续、无端、高度抛光的不锈钢带之间，单体在运行的载体上完成聚合反应。

②酚醛树脂和环氧树脂

将配制好的酚醛树脂或环氧树脂预聚物注入金属或石膏的模具中，经加热固化而制成各种制品。

③不饱和聚酯

将加有碎石、色料等配制好的液态聚酯倒入模具中，在室温下经一定时间聚合而固化，得到各种美观的人造大理石制品。

④硝酸纤维素和醋酸纤维素

将一定浓度的聚合物溶液，以一定速度注入并流延在无端金属带上，通过加热脱除溶剂使其固化,然后从载体上剥离而制得薄膜,也称为溶剂浇铸。工业上主要用此法生产照相和电影用胶片。

⑤聚酰胺

将熔融己内酰胺单体浇注入模具中，使其在催化剂作用下完成聚合反应，冷却即得到制品。它特别适用于生产大型制件如齿轮、轴承、油箱等，所得制件强度大、刚性高。