熔模鑄件現(xiàn)稱熔模精(jīng)密精密鑄(zhù)造,是一種少切削或無切削的精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不(bú)僅適用於各種類型、各種合(hé)金的精密鑄造(zào),而且生產出的(de)鑄件(jiàn)尺(chǐ)寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方法要高,甚至其它精密鑄造方法難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件(jiàn),均可采用熔模精密精密(mì)鑄造鑄得。
熔模(mó)精密精密鑄造是(shì)在古代蠟模精密鑄造的基礎上發展(zhǎn)起來的。作為文明古國,中國是使用這一(yī)技(jì)術較早的國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞動人(rén)民就創造了這種失蠟(là)精密鑄造(zào)技術,用來精密鑄(zhù)造帶有(yǒu)各種精細(xì)花紋和文字的鍾鼎及(jí)器皿等(děng)製品,如春秋時的曾(céng)侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形(xíng)成中(zhōng)間鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄造工藝很(hěn)難製造出來,而用失蠟法精(jīng)密鑄造工藝,可以利用(yòng)石蠟沒有強度、易於雕刻的特點,用普(pǔ)通工具就(jiù)可以雕刻出與(yǔ)所要得到的曾侯(hóu)乙墓尊盤(pán)一樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加(jiā)澆注(zhù)係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現代熔模精密鑄造(zào)方法在工(gōng)業生產中得到實際應(yīng)用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動(dòng)機的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等(děng)形狀複雜,尺寸精確(què)以及表麵光潔(jié)的(de)耐熱合金零件。由於耐熱合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以(yǐ)致不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種(zhǒng)新(xīn)的精密的(de)成型(xíng)工(gōng)藝,於(yú)是借鑒古代流傳下來的失蠟(là)精(jīng)密鑄造,經過對材料和工藝的改進(jìn),現代熔模精密鑄造方法在古代(dài)工藝的基礎上獲得重要(yào)的發(fā)展。所以,航空工業的發展推動了熔(róng)模精密鑄造的應用,而熔模(mó)精密鑄造(zào)的不斷改進和完善,也為(wéi)航空工業進一步提高(gāo)性能創造了有(yǒu)利的條件。
我國是於(yú)上世紀五、六十(shí)年代開(kāi)始將熔模精密鑄造應用於(yú)工業生產。其後這種先進的精密鑄造工(gōng)藝得到巨大的發(fā)展,相繼在航空、汽(qì)車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀(yí)器、武器(qì)、醫療器械以及刀具等製造工業中被廣泛采用,同時(shí)也用於工藝美術品的製造。
所謂熔(róng)模精密鑄造工藝,簡(jiǎn)單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製(zhì)成(chéng)可熔性(xìng)模型(簡稱熔模或模型),在其上塗覆若幹層特製的耐火(huǒ)塗料,經過幹燥和硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或熱水(shuǐ)從型殼中熔掉模型,然後把型殼(ké)置(zhì)於砂箱中(zhōng),在其四(sì)周填充幹砂造(zào)型,最後將鑄型放入(rù)焙燒爐中經過(guò)高溫焙燒(如(rú)采用高(gāo)強度型殼時,可不必造型而(ér)將脫模後的(de)型殼直接(jiē)焙燒),鑄型或型(xíng)殼經(jīng)焙(bèi)燒後,於其中澆注熔融金(jīn)屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓(yā)鑄為(wéi)CT5~7),當然由(yóu)於熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響(xiǎng)鑄(zhù)件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加(jiā)熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍(réng)需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模(mó)時,采用型腔表麵光潔度高(gāo)的(de)壓型,因此,熔(róng)模的表麵(miàn)光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配製(zhì)成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與(yǔ)熔融金屬直接接觸的型腔內表(biǎo)麵光潔度高。所以,熔模鑄件的(de)表麵光潔度比一般精密鑄造件的高,一(yī)般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優(yōu)點就是由於熔模鑄件有著很(hěn)高的尺寸(cùn)精度和表麵光潔度,所以可減少機械加工工作(zuò),隻(zhī)是在零件上要求較高的(de)部位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘(yú)量,不必機械加工即可使用。由此可見,采用熔模精密鑄造方法可大量(liàng)節(jiē)省機(jī)床設備和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的(de)另(lìng)一優點是,它可以精密鑄造各種合(hé)金的複雜的鑄件(jiàn),特別可以精密鑄造高溫合(hé)金鑄(zhù)件。如噴氣式(shì)發動機的葉片,其流(liú)線型(xíng)外廓與冷卻用內腔,用機械加工工(gōng)藝幾乎無法形成。用熔模精密鑄造工(gōng)藝生產不僅可以(yǐ)做(zuò)到(dào)批量生產,保證(zhèng)了鑄件的(de)一致性,而且避免(miǎn)了機械加工後殘留刀紋的應力集中。