熔模鑄件現稱熔模精密(mì)精密鑄造,是一種少切削或無切削的精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一(yī)項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用(yòng)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(miàn)質量比其它精密鑄造方法要高,甚至其它精密鑄造方法難於鑄得(dé)的複雜(zá)、耐高溫、不易於加(jiā)工的鑄件,均可采用熔模精密精密鑄造鑄得。
熔模精密精密鑄造是在古代蠟模精密鑄造的基礎上發展起來的。作為(wéi)文明古國,中國是使用這一技術較早的國家之一,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造技術,用來精密鑄造帶有各種精細花(huā)紋和文字的鍾(zhōng)鼎及器皿等製品,如春秋(qiū)時的曾侯乙墓尊盤等。曾(céng)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,形成中間鏤空的多層雲紋狀(zhuàng)圖案,這些圖(tú)案用普通精密鑄造工藝很難製造(zào)出(chū)來,而用失蠟法精密鑄(zhù)造工藝,可以利用(yòng)石蠟沒有強度、易於雕刻(kè)的特點(diǎn),用普通工(gōng)具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤(pán)一(yī)樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加(jiā)澆注係統,塗料、脫蠟(là)、澆注,就可以(yǐ)得到精(jīng)美的曾侯乙墓(mù)尊(zūn)盤。
現代熔模精密鑄造(zào)方法在工業生產中得到實際(jì)應用是在二十(shí)世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確以及表(biǎo)麵光潔(jié)的耐熱合金零件。由於耐熱(rè)合金材料難於機械加工,零件(jiàn)形(xíng)狀複雜,以致不能或難於用其它方法製造,因此(cǐ),需要尋找一(yī)種(zhǒng)新(xīn)的精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過對(duì)材料和工藝的改進,現代熔模精(jīng)密鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發展。所以,航空(kōng)工業的發(fā)展推動(dòng)了熔(róng)模精密鑄造的應用,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(gāo)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(mó)精(jīng)密鑄造應用於工業生產。其後(hòu)這種先進的精密鑄造(zào)工(gōng)藝得到巨(jù)大的發展,相繼(jì)在航空、汽車、機床、船(chuán)舶、內燃機、氣(qì)輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中被廣(guǎng)泛采用,同(tóng)時(shí)也用(yòng)於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說(shuō)就是用易(yì)熔材料(例如蠟料或塑料(liào))製成(chéng)可熔性模型(xíng)(簡稱(chēng)熔模或模型),在其上(shàng)塗(tú)覆若幹層特製的耐火塗料,經過幹燥和(hé)硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽(qì)或熱水從型殼中熔掉模型,然(rán)後把型殼置(zhì)於砂箱中,在其(qí)四周填充幹砂造型,最(zuì)後將鑄型放入焙燒爐中經(jīng)過高溫焙燒(如(rú)采用高強度型殼時,可不必造(zào)型而將脫模後的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經焙燒後(hòu),於其中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CT4-6(砂型精密鑄(zhù)造(zào)為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模精(jīng)密鑄造(zào)的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料(liào)的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的(de)線(xiàn)量變化、合(hé)金(jīn)的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一(yī)致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要(yào)提高很多(duō))。
壓製熔模時,采用型腔表(biǎo)麵光潔(jié)度高的(de)壓型,因此,熔模的表麵光潔度也(yě)比較高。此外,型殼由耐高溫的特(tè)殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火塗(tú)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(zhù)件(jiàn)的表麵光潔度比(bǐ)一般精密鑄造件的高,一(yī)般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造(zào)最大的優(yōu)點(diǎn)就是由於熔模鑄件有著很(hěn)高的尺寸精(jīng)度和表麵光潔度(dù),所以可減少機械加工工作(zuò),隻是在零件上要求較高的部位(wèi)留少許加(jiā)工餘量即可,甚至某些鑄件隻(zhī)留打磨、拋(pāo)光餘量,不必機械加工即可使用(yòng)。由此可(kě)見,采(cǎi)用熔模精密(mì)鑄造方法可大量節省機床設備和加工工時(shí),大幅(fú)度節(jiē)約(yuē)金屬(shǔ)原材料。
熔模精密鑄造(zào)方法的另一優點(diǎn)是(shì),它可以(yǐ)精密鑄造各種合金的複雜的(de)鑄件,特別可以精密鑄造高溫合金(jīn)鑄(zhù)件。如噴氣式發(fā)動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用(yòng)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僅可以(yǐ)做到批(pī)量(liàng)生產,保證了鑄件的(de)一(yī)致性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。