熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一種少切削或無切削的精密鑄造工藝,是精密(mì)鑄(zhù)造行業中的一項優異的工藝(yì)技(jì)術,其應用非常廣(guǎng)泛。它不僅適用於各種類型、各種合金的精密鑄造,而(ér)且生產出(chū)的(de)鑄件尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄(zhù)造方法要高,甚(shèn)至其它精密鑄造(zào)方法難於鑄得的(de)複雜、耐高(gāo)溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔模(mó)精(jīng)密精密鑄造鑄得。
熔模精密精密鑄造是在古(gǔ)代蠟模精密鑄造的基礎上發展起來(lái)的。作為文(wén)明古國(guó),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,我國古代勞動人民就創造了這種失蠟精密鑄(zhù)造技術(shù),用來精密鑄造帶有各種精細花紋(wén)和文字的鍾鼎及器皿等(děng)製(zhì)品,如春秋時的曾侯(hóu)乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相互纏(chán)繞的龍(lóng),它們首尾(wěi)相連(lián),上(shàng)下(xià)交錯,形成中間鏤空的多層(céng)雲紋狀圖案,這些圖(tú)案用普通精(jīng)密鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法精密鑄(zhù)造工藝,可以利用石蠟沒有強度、易於雕刻的特點,用普通工具就可以(yǐ)雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加澆(jiāo)注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現代熔模精密鑄造方法在工業生產中得到(dào)實際應(yīng)用是在二十世紀四十年(nián)代。當時航空(kōng)噴氣發動機的發展,要(yào)求(qiú)製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確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,以致不能或難於(yú)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(liú)傳下來的失蠟(là)精密(mì)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工藝的基礎上獲得重要的(de)發展(zhǎn)。所以,航(háng)空(kōng)工業的發展推動了熔模精密鑄造的(de)應用,而熔模精密鑄(zhù)造的不斷改進(jìn)和完善,也為航空工業進一步提高性能創造了有利(lì)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。其後這種先進的精密鑄造(zào)工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電(diàn)訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業(yè)中被(bèi)廣泛采用,同時也用於工藝美術品(pǐn)的製造。
所謂熔模精密(mì)鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例(lì)如蠟料或塑料)製成可熔性模型(簡稱熔模(mó)或模型),在(zài)其上塗覆若(ruò)幹層特製的耐火塗料,經過幹燥(zào)和硬化形(xíng)成一個整體型(xíng)殼後,再用蒸汽或熱(rè)水從型殼中熔掉模(mó)型,然後把型殼置於砂(shā)箱中,在其四周填充幹(gàn)砂造(zào)型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過(guò)高溫焙燒(如采用高強度型(xíng)殼時,可不必造型而(ér)將脫模後的型殼直接焙燒),鑄型或型殼(ké)經焙燒後,於其中澆注熔融金屬而得到鑄(zhù)件(jiàn)。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精密鑄造(zào)為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模精密鑄造的工藝過(guò)程(chéng)複雜,影響鑄件(jiàn)尺寸精度(dù)的因素(sù)較多,例如(rú)模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻(què)過程中的線量(liàng)變化、合金的(de)收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄(zhù)件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍(réng)需提高(采用(yòng)中(zhōng)、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多(duō))。
壓製(zhì)熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓型,因此,熔模的表麵光潔(jié)度也(yě)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(chéng)的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與(yǔ)熔融金屬直接接觸的型腔(qiāng)內(nèi)表麵光潔度高。所以(yǐ),熔模鑄件的表麵(miàn)光潔度(dù)比(bǐ)一般(bān)精密鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄(zhù)造最大的優點就是由於(yú)熔模鑄件有著很(hěn)高的尺寸精度和表(biǎo)麵光潔度,所以可減(jiǎn)少機械加工(gōng)工作,隻是在零件上要求較高的部(bù)位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即(jí)可使用。由此可見,采用熔模精密鑄造方法(fǎ)可大量節省機床設備(bèi)和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方(fāng)法的另一優點是,它可以精密鑄造各種合(hé)金的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造(zào)高(gāo)溫(wēn)合金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機械加工工藝幾乎無法形成(chéng)。用熔模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,而且避免(miǎn)了機械加(jiā)工後殘(cán)留刀紋的應力集中。