熔模鑄件現(xiàn)稱熔模精密精密鑄造,是一種少切削或無(wú)切削的精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項優異(yì)的工藝(yì)技(jì)術,其應用非常廣(guǎng)泛(fàn)。它不僅適用於各種類型、各種合金的精密鑄造,而且(qiě)生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方法要(yào)高,甚至其它(tā)精密鑄造(zào)方法難(nán)於鑄得的複雜(zá)、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔模精密精密鑄造(zào)鑄得。
熔模精密精密鑄造是(shì)在古代蠟模精(jīng)密鑄造的基礎上發展起來(lái)的(de)。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這種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種精細花紋和文字的鍾鼎(dǐng)及器皿(mǐn)等製品(pǐn),如春(chūn)秋時的曾侯乙墓尊盤等。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,形成(chéng)中間鏤(lòu)空的多層雲紋狀圖案,這(zhè)些圖案用普(pǔ)通精密鑄造工藝很難製造出來,而(ér)用失蠟法(fǎ)精密鑄造工(gōng)藝,可以(yǐ)利用石蠟沒有強度、易於雕(diāo)刻的特點,用普通工具就可以(yǐ)雕刻出與所要得到的(de)曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品,然後再附(fù)加澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美(měi)的曾侯乙墓尊盤(pán)。
現代熔模精(jīng)密鑄造方法在工業生產中得到實際應用是在(zài)二十世紀四十年代。當時航空噴氣(qì)發動機的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形(xíng)狀複雜,尺寸精確(què)以及表麵光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合(hé)金材料難於(yú)機械加工(gōng),零件(jiàn)形狀複(fù)雜,以致不能(néng)或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的(de)精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳(chuán)下來(lái)的失蠟精密鑄造,經過對材料和工藝的改進,現代熔模精密鑄造方法在古代(dài)工藝的基礎上獲得重要的(de)發展。所(suǒ)以,航(háng)空工業的發展推動了熔模精密鑄(zhù)造的應用,而熔模精密鑄造的不斷改進和完善,也為(wéi)航空(kōng)工業進一步提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(mó)精密鑄造應用於工業生產。其後這種先進的精密鑄造工藝得到巨大的發(fā)展(zhǎn),相繼在(zài)航空、汽(qì)車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武(wǔ)器、醫(yī)療(liáo)器械以(yǐ)及刀具等(děng)製造工業中被廣泛采用,同時(shí)也用(yòng)於工藝(yì)美術(shù)品的製造(zào)。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是(shì)用易熔(róng)材料(例如蠟料或塑料)製成可熔(róng)性模型(簡稱熔模(mó)或模型),在其上塗覆若幹層特製的耐火塗料,經過幹燥(zào)和硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或(huò)熱(rè)水從型殼中熔掉模型,然後把型殼置於(yú)砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最後(hòu)將鑄型放入焙燒(shāo)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(xíng)殼直接(jiē)焙燒),鑄型或型殼經焙燒後,於其中(zhōng)澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達(dá)CT4-6(砂(shā)型精(jīng)密鑄造為CT10~13,壓鑄為(wéi)CT5~7),當然由於熔模(mó)精密鑄造的工藝過程複(fù)雜,影(yǐng)響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮(suō)率以及在凝固過程中鑄(zhù)件(jiàn)的變(biàn)形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度(dù)雖然較高,但其一致性仍需提(tí)高(采用中、高溫蠟料的鑄(zhù)件尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表(biǎo)麵光潔度高的壓型,因此,熔模的表麵光潔度也(yě)比(bǐ)較高。此(cǐ)外(wài),型殼由耐高溫的特(tè)殊粘結(jié)劑(jì)和耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成(chéng),與熔融金屬(shǔ)直接接觸的型腔內表麵光潔度高。所(suǒ)以,熔模鑄件的表麵光潔度比一般精密(mì)鑄造件的高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm。
熔模精(jīng)密鑄造最大(dà)的優點就是由於(yú)熔模鑄件有著(zhe)很高的尺寸精度和表麵光潔度,所以可減少(shǎo)機械加工工作,隻是在零件上(shàng)要求(qiú)較高的部位留少許加工(gōng)餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋(pāo)光餘量,不必機械加(jiā)工(gōng)即可使(shǐ)用。由(yóu)此可見,采(cǎi)用熔模精密鑄造方法可大量節省機床(chuáng)設備和加工工時,大幅度節約金(jīn)屬原材料。
熔(róng)模精密鑄造方法的另一優點是,它可以精密鑄造各種合金的複雜的(de)鑄件,特(tè)別可以精密鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型(xíng)外廓與冷卻用內腔,用機械加工工藝幾乎無法形成。用熔模精密鑄造工(gōng)藝生產不僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一致性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。