熔模鑄(zhù)件現稱熔模精密精密鑄造,是一(yī)種少切削或無切削(xuē)的精(jīng)密鑄(zhù)造工藝,是精(jīng)密鑄造行業中的一項優異(yì)的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種合金的精密(mì)鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方法要高,甚至其它精密鑄造(zào)方法難於鑄得的複(fù)雜、耐高溫、不易於加工(gōng)的鑄件,均可采(cǎi)用熔模精密精密(mì)鑄造鑄得。
熔模精密精密鑄(zhù)造是在古代蠟(là)模精密鑄造的基礎上發展起來的。作為文明古國,中國是使用這一技術較早的(de)國家之(zhī)一,遠在公元前數百年,我國古代勞動人民就創造了(le)這種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種(zhǒng)精細花紋和文字的(de)鍾鼎及器皿等製品,如春(chūn)秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊(zūn)盤(pán)底座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成中(zhōng)間(jiān)鏤空的(de)多層雲紋狀圖案,這(zhè)些圖(tú)案用普通精密鑄造(zào)工藝很(hěn)難製造出來(lái),而用失蠟法精(jīng)密鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度、易於雕刻的特點(diǎn),用普通工具就可以雕(diāo)刻出與(yǔ)所要得到(dào)的曾侯乙墓尊盤一(yī)樣的石蠟材質的工藝(yì)品,然後再(zài)附加(jiā)澆注係統,塗料、脫蠟、澆注(zhù),就可以得到精美的(de)曾侯乙墓尊盤。
現代熔模精密鑄造方法在工業生產中得到實際應用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動(dòng)機(jī)的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確以(yǐ)及表(biǎo)麵光潔的耐熱合金零件。由於(yú)耐熱合金材料難(nán)於機械加工,零件形狀複雜,以致不能或難(nán)於用其(qí)它方(fāng)法(fǎ)製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是(shì)借鑒古(gǔ)代流傳(chuán)下來的失蠟精密鑄造,經(jīng)過對材料和工藝的改進,現代熔模精密鑄造方法在古代工藝的基(jī)礎上獲(huò)得重(chóng)要的發展。所(suǒ)以,航(háng)空工業的發(fā)展推動了熔模精密鑄造的應用,而熔(róng)模精密鑄造的不斷改(gǎi)進(jìn)和完善(shàn),也(yě)為航空工業進一步提高性能創造了有利的條件。
我(wǒ)國(guó)是於上世紀(jì)五、六十年代開(kāi)始將熔模精(jīng)密鑄造應用於工業生產。其後這種先進的精密鑄造工(gōng)藝得到巨大的發展,相繼在(zài)航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工(gōng)業中被廣泛采用,同時也用於工藝美術品的製造。
所謂(wèi)熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或(huò)塑料(liào))製成可熔性模型(簡稱熔模或模型),在其上塗覆若幹層特製的(de)耐火(huǒ)塗料,經過(guò)幹燥和硬(yìng)化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔(róng)掉模(mó)型(xíng),然(rán)後把型殼置於砂箱中,在其四周填(tián)充幹(gàn)砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如采用高強度型(xíng)殼(ké)時,可不必造型(xíng)而(ér)將脫模後的型殼直接焙燒),鑄型(xíng)或型殼經焙燒後,於(yú)其中(zhōng)澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模(mó)鑄件尺寸(cùn)精度較高,一般可達(dá)CT4-6(砂型精密鑄造(zào)為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當(dāng)然由於熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄件(jiàn)尺寸精度的因素較多,例如模(mó)料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收(shōu)縮率以及在(zài)凝固過程中鑄件(jiàn)的變形等,所以普通熔模鑄件(jiàn)的尺寸精度雖然較高,但(dàn)其一(yī)致性仍需提高(采(cǎi)用(yòng)中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提(tí)高很多)。
壓製熔模時,采(cǎi)用型腔表麵光潔度(dù)高的壓型,因此,熔模的表麵光(guāng)潔度也比較高。此外(wài),型殼由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配(pèi)製成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與熔(róng)融金屬直接接觸的型腔(qiāng)內(nèi)表麵光潔度高(gāo)。所(suǒ)以,熔模鑄件的表麵光潔度比一般(bān)精密鑄造件的(de)高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優點(diǎn)就是由於(yú)熔模鑄件有著(zhe)很(hěn)高(gāo)的尺寸精度和表麵(miàn)光潔度,所以可減少機械加工(gōng)工作,隻是在零(líng)件上要(yào)求較高的部(bù)位(wèi)留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻(zhī)留打磨、拋光餘量,不必機械加(jiā)工即可使用。由此可(kě)見,采用(yòng)熔模精(jīng)密鑄造方法可大量(liàng)節省機床設(shè)備和加工工時,大幅度節約金屬原材(cái)料。
熔模精密鑄(zhù)造方法的另一優點是,它可以精密鑄造各種合金的複雜的鑄(zhù)件,特(tè)別可以精密鑄造(zào)高溫合金鑄(zhù)件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷(lěng)卻(què)用內腔(qiāng),用機械加工工(gōng)藝幾乎無法形成。用熔模精密鑄造工(gōng)藝(yì)生產不僅可(kě)以做(zuò)到批量生產,保證了鑄件的一(yī)致性,而(ér)且避免了機械加工後殘留刀紋(wén)的應力集中。