熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一種少(shǎo)切削或無切削的精密(mì)鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項(xiàng)優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種(zhǒng)合金的精密鑄造(zào),而且生產出(chū)的鑄件尺(chǐ)寸精度、表麵(miàn)質量比其它精密鑄造方法(fǎ)要高,甚(shèn)至其它(tā)精密鑄造方法難於鑄得的複雜、耐高溫、不易(yì)於加工的鑄件,均(jun1)可采用熔模精密精密鑄(zhù)造鑄得。
熔模精密精密鑄造是在古代蠟模精(jīng)密鑄造的基(jī)礎上發展起來的。作為文明古國,中國是使用這一技術較早的國家之一(yī),遠在公元前數(shù)百年,我國古代勞動人民就(jiù)創造了這種失蠟精密鑄造技術,用(yòng)來精(jīng)密鑄造帶有各種精細(xì)花紋(wén)和文字的鍾鼎及器皿(mǐn)等製品,如(rú)春(chūn)秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙(yǐ)墓尊盤底座為多條相互(hù)纏(chán)繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成中間鏤空的(de)多(duō)層雲紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄造工藝很難製造出來,而用(yòng)失蠟法精密鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度、易(yì)於雕刻的特點(diǎn),用普通工具就可以(yǐ)雕刻(kè)出與所要得到的曾侯乙墓(mù)尊(zūn)盤一樣(yàng)的石蠟材質的(de)工藝品(pǐn),然後再附加澆注係統,塗料、脫蠟(là)、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實際應用是在二十世紀四十(shí)年代。當時航空(kōng)噴氣發動(dòng)機的發展,要(yào)求製造象(xiàng)葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確以及(jí)表麵光潔的耐熱(rè)合金零件。由於耐熱(rè)合金材(cái)料(liào)難於機械加工,零件形狀複雜,以致不(bú)能(néng)或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的精密(mì)的成型工藝,於是借鑒古代流傳(chuán)下來的失蠟精密鑄造,經(jīng)過對材(cái)料(liào)和工藝的(de)改進,現代熔模精密鑄造(zào)方法在古代工藝的基礎上獲(huò)得重要的發展。所以,航(háng)空工業(yè)的發(fā)展推動了熔模精密鑄造的應用,而熔模精密鑄造的不斷改進(jìn)和完善,也為(wéi)航空工業進一步提(tí)高性能(néng)創造了有(yǒu)利的條件。
我國是(shì)於上(shàng)世紀五(wǔ)、六十年代開始(shǐ)將熔模精密鑄造應(yīng)用於工業生(shēng)產。其後這種先進(jìn)的精密鑄造(zào)工藝得到巨(jù)大的(de)發展(zhǎn),相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以(yǐ)及刀具等製造工業中被廣泛采用,同時也(yě)用於工藝美術(shù)品的製造。
所謂熔模精密鑄(zhù)造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或(huò)塑料)製成可熔性模型(簡稱熔模或模型(xíng)),在其上塗覆若幹層特製的耐火塗(tú)料,經過幹燥和硬(yìng)化形成一個整體型殼(ké)後,再用蒸汽(qì)或熱水從型殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱(xiāng)中,在其四周填充幹砂造型,最後將鑄型放入焙(bèi)燒爐中經過高(gāo)溫焙燒(如采用高強度型殼時,可不(bú)必造型而將脫模後的型殼直接焙燒),鑄型或型殼經焙燒(shāo)後,於其中澆注熔融金(jīn)屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可(kě)達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓(yā)鑄為CT5~7),當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(de)收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率(lǜ)以及在凝固過(guò)程中鑄件的變形等(děng),所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需(xū)提高(采用中、高溫蠟料的鑄件(jiàn)尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓型,因(yīn)此,熔模的表麵光潔度也比較高。此外,型殼(ké)由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表麵光潔度高。所(suǒ)以,熔模(mó)鑄件的表麵光潔度比一般精(jīng)密鑄造件的(de)高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造(zào)最大的優點就(jiù)是由於熔模鑄件有著很高的尺寸精(jīng)度和(hé)表麵光(guāng)潔度,所以可減少機械(xiè)加工工作,隻是在零件上要求較高的部位留少許加工餘(yú)量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘量,不必機(jī)械加工即可使用(yòng)。由此可見,采用熔模精密鑄造方法可大量節省機床設備和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的另一(yī)優點是,它(tā)可以(yǐ)精密鑄造各種合金的複雜的鑄件(jiàn),特別可以精密鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發動機的葉(yè)片,其流線(xiàn)型外(wài)廓與(yǔ)冷卻用內腔,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(shēng)產不僅(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(gōng)後(hòu)殘留(liú)刀紋的應力集中(zhōng)。