熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造(zào),是一種少切削或無切削的精密鑄(zhù)造(zào)工藝,是精密鑄造行(háng)業中的一項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種合金的精密鑄(zhù)造,而且生產出的(de)鑄件尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方(fāng)法要高,甚至其它精密鑄造方法(fǎ)難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采(cǎi)用熔模精密精密鑄造鑄(zhù)得。
熔模精密精(jīng)密鑄造是在(zài)古代蠟模精密鑄造的基礎上(shàng)發展起來的。作(zuò)為文明古國,中國是使用這一技(jì)術較早的國家之一,遠在公元(yuán)前數百年,我(wǒ)國古代勞動人民就創造了這種失蠟精密鑄造(zào)技術,用來精密鑄造帶有各種精(jīng)細花紋和文字的鍾鼎及器皿等製品,如春秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙(yǐ)墓尊盤(pán)底座為(wéi)多條相互纏繞的龍,它(tā)們首尾相連,上下交錯,形成中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難(nán)製造(zào)出來,而用失蠟法精密鑄造(zào)工藝,可以利用石蠟沒有(yǒu)強(qiáng)度、易於雕刻的特點,用普通工具就可以雕刻出(chū)與所要得到(dào)的曾(céng)侯乙墓尊盤一(yī)樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精(jīng)美的曾侯乙墓尊盤。
現(xiàn)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)機的發展,要(yào)求製造象葉片、葉輪、噴嘴(zuǐ)等形狀複雜,尺寸精確以及表麵光潔的耐(nài)熱合金零件。由於(yú)耐熱合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以致(zhì)不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的精密的成(chéng)型工(gōng)藝,於是借鑒(jiàn)古代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過對材料和(hé)工藝的改進,現代熔模精密鑄造方法在古代工藝(yì)的基礎上獲得重要的發展。所以,航空工業的發展推動了熔模精密鑄造的應用,而熔模精密鑄(zhù)造(zào)的不斷改(gǎi)進和完善,也(yě)為航空工業進一步提(tí)高性能創造了有利的條件。
我國是於上世紀五、六十年代開始將熔模精密鑄造應用於工業生產。其後這種(zhǒng)先(xiān)進的精密鑄造工藝得到巨大的發展,相(xiàng)繼(jì)在航(háng)空、汽車、機床、船(chuán)舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等製造工業中被廣泛采用(yòng),同時也用於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(xíng)(簡稱熔模或模型),在其上(shàng)塗覆若幹層特製的耐火塗料,經過(guò)幹燥和硬化形成一個整體型殼後,再(zài)用蒸汽或熱水從型殼中熔(róng)掉模型,然後把型殼置(zhì)於砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如采用高強度型殼時,可不必造型而將脫模後的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經焙燒後,於其中澆注熔融(róng)金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精密(mì)鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精度的因(yīn)素較多,例如模料的(de)收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過(guò)程中(zhōng)的線量(liàng)變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等,所(suǒ)以普通(tōng)熔(róng)模鑄件的尺寸(cùn)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(yā)製熔模時,采用型(xíng)腔表麵光潔度高的壓(yā)型,因此,熔模的表麵光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火(huǒ)塗料塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵光潔度高。所以,熔模鑄件的表麵光潔度比一般(bān)精密(mì)鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優點就是由於熔模鑄件有著很高(gāo)的尺寸精度和表麵(miàn)光潔度,所以可減少機械加工工作,隻是在零件上要求較(jiào)高的部(bù)位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留(liú)打磨、拋光餘量,不(bú)必(bì)機械加工即(jí)可使用。由此可見,采用熔模精密鑄造方法可大量節(jiē)省機床設備和加工(gōng)工時,大幅度節約(yuē)金屬原材料。
熔模精(jīng)密鑄造方法的另一優點是,它可以精密鑄造(zào)各種(zhǒng)合金的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發動機(jī)的葉片,其流線型(xíng)外廓與冷卻用內(nèi)腔,用機械加工工藝幾乎無法形成。用熔(róng)模(mó)精密鑄造工藝生產不僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一致性,而(ér)且避(bì)免了機械加(jiā)工(gōng)後殘留刀紋的應力集中。