熔模鑄(zhù)件現稱熔(róng)模精密精密鑄造,是一種少(shǎo)切削或無切削的精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項優異的工藝技術,其應用非常廣泛(fàn)。它不僅適用於(yú)各種類型、各種合金的精密鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精(jīng)度、表麵質(zhì)量比其它精密鑄造方法(fǎ)要高,甚至其它(tā)精密鑄造方(fāng)法難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔模精(jīng)密精密鑄造鑄得。
熔模精密精密(mì)鑄造是(shì)在(zài)古代蠟模精(jīng)密鑄造的基礎上發展起來的。作為文明古國(guó),中(zhōng)國是使用這一技術較早的國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞動人民就創造(zào)了這種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種(zhǒng)精細花紋和文字的鍾鼎及器(qì)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(wěi)相連,上下交錯,形成中間鏤空的多層雲(yún)紋狀(zhuàng)圖案,這些圖案用普通精密(mì)鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法精密鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度、易於雕(diāo)刻的特(tè)點,用普(pǔ)通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙(yǐ)墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到(dào)精(jīng)美(měi)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年代。當時航空噴氣發動機的發展,要(yào)求製(zhì)造象葉片(piàn)、葉輪(lún)、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加工,零件形(xíng)狀(zhuàng)複雜,以致不能或難於用其它方法(fǎ)製造,因此,需要尋找一(yī)種(zhǒng)新(xīn)的精密的(de)成型工藝,於是借鑒古代(dài)流傳下來的失(shī)蠟(là)精密鑄造,經(jīng)過對材料和工藝的改進,現代熔(róng)模精密鑄造方(fāng)法在(zài)古代工藝的基礎上獲得(dé)重要的發展。所以,航空工業的(de)發展推動(dòng)了熔模精密鑄造(zào)的(de)應用,而熔模精密鑄造的(de)不(bú)斷改進和完善,也為航(háng)空工業進一步提高性(xìng)能創造了有利(lì)的條件。
我(wǒ)國是於上世紀(jì)五、六十年代開始(shǐ)將熔模精密鑄(zhù)造應(yīng)用於工業生產。其後這種先進(jìn)的精密鑄造工藝得到(dào)巨大的(de)發展,相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武(wǔ)器、醫療(liáo)器械以及刀具等製造工業中被(bèi)廣泛采(cǎi)用,同時也用於工藝美術(shù)品的製(zhì)造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例(lì)如蠟料或塑料)製成(chéng)可熔性模型(簡稱熔模或模型),在(zài)其上塗覆若幹層特製的耐火塗(tú)料,經過幹燥和硬化形成一個整體型(xíng)殼後,再用蒸汽或(huò)熱水從型殼(ké)中熔(róng)掉模(mó)型,然後把型殼置於砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最(zuì)後將鑄型放入焙燒爐中經(jīng)過高溫焙燒(如采(cǎi)用高強度型殼時,可不必(bì)造(zào)型而將脫模後的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經(jīng)焙燒後,於(yú)其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較(jiào)高,一般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄(zhù)件尺寸精度的因素(sù)較多(duō),例如模料的收縮、熔模的變形、型(xíng)殼在加熱和冷卻過程中的(de)線量變化、合金的收縮率以及在凝(níng)固過程中鑄件的變形等,所以普通熔(róng)模(mó)鑄件的尺(chǐ)寸精度雖然(rán)較高,但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性(xìng)要(yào)提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓型,因此,熔模的表麵光潔度(dù)也比較高。此外,型殼由耐高溫的(de)特殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火塗料(liào)塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接接(jiē)觸的型腔內表麵光潔度高。所以,熔模鑄件的(de)表麵光潔度比一般精密鑄造件的高,一般(bān)可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優點就是由於熔模鑄件有著(zhe)很高的尺寸精度和表麵(miàn)光潔(jié)度(dù),所以可減少機械加工工作,隻(zhī)是在零件上要求較高的部位留少許加工餘量即可(kě),甚至(zhì)某些鑄件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由此可見,采用(yòng)熔模精密鑄造方法可大量節省(shěng)機床設備(bèi)和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模(mó)精密(mì)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(zhù)件,特別可以精密鑄造高溫合金鑄件(jiàn)。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外(wài)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(bǎo)證了鑄件的一致性,而且避免了(le)機械加工後(hòu)殘留刀紋的應(yīng)力集(jí)中。