熔模鑄件現稱熔(róng)模精密精密鑄造,是一種少切削或無切(qiē)削的精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項優(yōu)異(yì)的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種合金的精密鑄造,而且生產出的鑄件尺(chǐ)寸精度、表麵質量(liàng)比其它精密鑄造方法要高,甚至其它精密(mì)鑄造方法難於鑄得的(de)複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔模精密精密鑄造鑄(zhù)得。
熔模精(jīng)密精密(mì)鑄造是在(zài)古代蠟模精密鑄造的基礎上發展起來的(de)。作為文明古國,中國是使用這一技術較(jiào)早的國家之(zhī)一(yī),遠在(zài)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(lái)精密鑄造帶有各種精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。曾侯乙墓尊盤底座為多條相(xiàng)互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯(cuò),形成中間鏤空的多(duō)層雲紋狀(zhuàng)圖案,這些圖案用普(pǔ)通精密鑄(zhù)造工藝(yì)很難製造出來,而用失蠟法精密鑄造工(gōng)藝,可以利用石(shí)蠟沒(méi)有強度、易於雕刻的特點(diǎn),用普通工具就可以雕(diāo)刻出與所(suǒ)要得到的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟(là)材質的工藝品,然後再附加(jiā)澆注係統,塗料、脫蠟、澆注(zhù),就可以得到精美的曾侯(hóu)乙墓尊盤。
現代熔(róng)模精(jīng)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,要求製造(zào)象葉片(piàn)、葉輪、噴嘴等形(xíng)狀複雜,尺寸精確以及表(biǎo)麵光潔的(de)耐(nài)熱合金零件。由於耐熱合金材料(liào)難於(yú)機械加(jiā)工,零件(jiàn)形狀複雜(zá),以致不(bú)能(néng)或難於用其(qí)它方法製造,因此,需要(yào)尋找一(yī)種新(xīn)的精密的成(chéng)型工藝,於是(shì)借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄(zhù)造,經過對材料(liào)和工藝(yì)的(de)改進(jìn),現代熔模精密鑄造方法(fǎ)在古代工藝的基礎上(shàng)獲得(dé)重(chóng)要的發展。所以,航空工業的發展推動了(le)熔模精密鑄造的應(yīng)用,而熔模精密鑄造的不斷改進和完善,也為航空工業進一步提高性能創造了有利的條件。
我國是(shì)於上世紀五(wǔ)、六十年代開始將熔模精密鑄造應用於工業生產。其後這種先進的精密鑄造(zào)工(gōng)藝得到巨大的發展(zhǎn),相繼在(zài)航空、汽車、機(jī)床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具(jù)等製造工業中被(bèi)廣泛采用,同時也用於工藝美術品(pǐn)的製造。
所謂熔模(mó)精密鑄造(zào)工藝,簡單說(shuō)就是用易熔材(cái)料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(簡稱熔模或(huò)模型),在其上塗覆若(ruò)幹層特製的耐火塗料,經過幹(gàn)燥和硬化形成一(yī)個整體型殼後,再(zài)用蒸汽或(huò)熱水(shuǐ)從型殼中熔掉模型,然(rán)後(hòu)把型殼(ké)置(zhì)於砂箱中,在其四周填(tián)充幹砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐(lú)中經過高溫焙燒(shāo)(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),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(wéi)CT10~13,壓鑄為(wéi)CT5~7),當(dāng)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素較多,例如模料的收縮、熔模的(de)變形、型殼在加熱和冷卻過程(chéng)中(zhōng)的線量變化(huà)、合金的收(shōu)縮率以及在凝固過(guò)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(shí),采用型腔表麵光潔度高(gāo)的(de)壓型,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塗料(liào)塗掛在熔模上而(ér)製成,與熔融金屬直接接觸的型(xíng)腔內表麵光潔度高。所以,熔模鑄件的表麵光潔度比一般(bān)精密鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密(mì)鑄造最大的優點就是由(yóu)於(yú)熔模鑄件有著很高(gāo)的(de)尺寸(cùn)精度和表麵光潔度,所以可(kě)減少機械加工工作,隻是在零件上要求較高的部位留(liú)少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留打(dǎ)磨、拋光餘量,不(bú)必(bì)機械加工即可使用。由(yóu)此可見,采用熔模精密鑄造方法可(kě)大量節省機床設備和加工工時,大幅度節(jiē)約金屬原材料。
熔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鑄件(jiàn),特別可以精密鑄造(zào)高溫合金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線(xiàn)型外廓與冷卻用(yòng)內(nèi)腔,用機械加工工藝(yì)幾乎無法形成。用熔模精密鑄造工(gōng)藝生產不(bú)僅(jǐn)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(zhōng)。