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造工藝,是(shì)精密鑄造行業中的一項優異的工藝技術,其應(yīng)用非常廣泛。它不僅適用(yòng)於各種類型、各種合金的精(jīng)密鑄造,而且(qiě)生產出的鑄(zhù)件(jiàn)尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方法要高,甚至其它(tā)精密鑄造方法難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔(róng)模精密(mì)精密鑄造鑄得。
熔模(mó)精密精密鑄造(zào)是在古代蠟模精(jīng)密鑄(zhù)造的基礎上發展起來的。作為文明古國,中國(guó)是使用這一技術較早(zǎo)的國家之一(yī),遠在公元前(qián)數百年,我國古代勞動人民就創(chuàng)造了這種失蠟精密鑄(zhù)造技術,用來精密鑄造帶有(yǒu)各種(zhǒng)精細花紋和文字的鍾鼎及器皿等製品,如春秋時的曾(céng)侯乙墓尊盤(pán)等。曾侯乙墓尊盤底座為多(duō)條相互(hù)纏繞的龍,它們首尾相(xiàng)連,上下交錯,形成中間鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用(yòng)普通精密鑄造工(gōng)藝很難製造出來,而用失蠟法精(jīng)密鑄造工藝,可以利(lì)用石蠟沒有強度、易於雕刻的特點,用普通工(gōng)具就可以雕刻出與所(suǒ)要得到(dào)的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品(pǐn),然後再附加澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得(dé)到精美的曾侯乙墓尊盤。
現代熔模精密鑄造方(fāng)法在工業生產中得到實(shí)際應用是在(zài)二十世紀四(sì)十年代。當時航空噴氣(qì)發動(dòng)機的發展(zhǎn),要求製(zhì)造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確(què)以及表麵光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合金材料難於機械(xiè)加工,零件形狀複雜,以致不能或(huò)難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精(jīng)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發展。所以,航空工業的發(fā)展推動了熔模精密鑄造(zào)的應用,而熔模精密鑄造的不斷(duàn)改進和完善,也為(wéi)航空工業(yè)進一步提高性能創造了有利的條件。
我國是於上世紀(jì)五、六十年代開始(shǐ)將熔模精密鑄造應用於工(gōng)業生產。其後這種先進的精密鑄造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船(chuán)舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中(zhōng)被廣泛采用,同時也用於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡(jiǎn)單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(簡稱(chēng)熔模或模型),在其上(shàng)塗覆(fù)若幹層特製的(de)耐火塗料,經過幹燥和硬(yìng)化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型(xíng),然(rán)後把型殼置於砂箱(xiāng)中,在其四周填充幹(gàn)砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過高(gāo)溫焙燒(如采用高強度型殼時,可不必造型而將脫(tuō)模後的型殼直接焙燒),鑄型或(huò)型殼經焙燒後,於其中澆注熔融金(jīn)屬而(ér)得到鑄件。
熔(róng)模鑄件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模(mó)精密鑄造的工藝過程(chéng)複雜,影響鑄件尺寸精(jīng)度的因素較多,例如模(mó)料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱(rè)和(hé)冷卻過程中的(de)線量變化(huà)、合金(jīn)的收縮率以及在凝固過程中(zhōng)鑄(zhù)件的變(biàn)形等,所以普通熔模鑄(zhù)件的尺寸精(jīng)度雖然較高,但其一致性仍需提高(采用(yòng)中、高溫蠟料的鑄件(jiàn)尺寸(cùn)一致性要提高很多(duō))。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔(jié)度高的壓型,因此,熔(róng)模的(de)表麵光潔(jié)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(de)耐火塗料(liào)塗掛在熔模上而製(zhì)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精密鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最(zuì)大的優點就是由於熔模(mó)鑄件有著很高的尺寸精度和(hé)表麵光潔度,所以可減少機械加工工(gōng)作,隻是在零件上要求較高的部位留少許加(jiā)工(gōng)餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘量(liàng),不必機械加工(gōng)即可使用。由此可(kě)見,采用熔模精密鑄造方法可大量(liàng)節(jiē)省機床設備和加工工時,大幅度節約金屬(shǔ)原材料。
熔模精密鑄造方法(fǎ)的另一優點是,它可以精密鑄(zhù)造各種合金的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造高(gāo)溫合金鑄(zhù)件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機(jī)械加工工藝幾乎無法形成。用熔模精密鑄造工藝生產不(bú)僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一(yī)致性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的(de)應力集中。