熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一(yī)種少切削(xuē)或無(wú)切削的精密鑄造工藝,是(shì)精密鑄造行業中的一項優異的工藝技術(shù),其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種合金(jīn)的精密鑄造(zào),而(ér)且生產出的鑄件(jiàn)尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造(zào)方(fāng)法要高,甚(shèn)至其它(tā)精密鑄造(zào)方法難於鑄得的複雜、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(gǔ)國(guó),中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(jiù)創造了這種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造(zào)帶有(yǒu)各種精細花紋和(hé)文字的鍾鼎及器(qì)皿等(děng)製品(pǐn),如春秋時(shí)的曾侯乙(yǐ)墓(mù)尊盤等。曾侯乙墓尊盤底(dǐ)座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上(shàng)下交錯,形成(chéng)中間鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法精密鑄造工藝,可以利用石蠟沒(méi)有強度、易於雕刻的特點,用(yòng)普通工具就可以雕刻出(chū)與所(suǒ)要得到的曾侯乙墓(mù)尊盤一樣的石蠟材質的工藝(yì)品,然後再附加(jiā)澆注係統,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實際應(yīng)用是(shì)在二十世紀(jì)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(xíng)狀複雜,尺(chǐ)寸(cùn)精確(què)以及表麵光(guāng)潔的耐熱合金零件(jiàn)。由於耐熱合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以致不(bú)能或(huò)難於用其它方法製造,因(yīn)此,需要尋找一種新的精(jīng)密(mì)的成型工藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過對材料和工藝的改進(jìn),現代(dài)熔模精密鑄造方法(fǎ)在古代工藝的基礎上獲得重要的發(fā)展。所(suǒ)以,航空工業的發展推動了熔模精密鑄(zhù)造的應用,而熔模精密鑄造的不斷改進和完善,也為航(háng)空工業進一步提(tí)高性能(néng)創造了有利(lì)的(de)條件。
我國是於上世紀五、六十年代(dài)開(kāi)始將熔模精密鑄造應用於工業生產。其後這種先進的精(jīng)密鑄造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船(chuán)舶、內燃機、氣輪機、電訊(xùn)儀器、武器、醫療器械以及刀具等(děng)製(zhì)造工業中被廣泛采用,同時(shí)也用於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或(huò)塑料)製成可熔性(xìng)模型(簡稱熔模或模型),在其上(shàng)塗覆若幹層特製的耐火(huǒ)塗料,經過幹燥和硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或熱水從(cóng)型殼中熔掉模型,然後(hòu)把型殼(ké)置於砂箱中(zhōng),在其四周填充幹砂造型,最(zuì)後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如采用高強度型殼時,可不必造型而將脫模後(hòu)的(de)型殼直接焙燒),鑄型或(huò)型殼經焙燒後,於其(qí)中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺(chǐ)寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為(wéi)CT5~7),當然由於(yú)熔模精密鑄造(zào)的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的(de)收縮、熔模的變形(xíng)、型殼在加熱(rè)和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄(zhù)件的變形(xíng)等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需提高(采(cǎi)用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高(gāo)很多)。
壓製熔模時,采用型腔(qiāng)表麵光潔度高的壓型,因此,熔模的表麵光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫(wēn)的特(tè)殊粘結劑和耐火(huǒ)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(de)型腔內表麵光(guāng)潔度高。所以,熔模鑄件的表麵光潔度比一般精密鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精(jīng)密鑄造(zào)最大的優點就是由於熔模鑄件有著很高的尺(chǐ)寸精度(dù)和表麵光潔度,所以(yǐ)可減少機械加工工作,隻是在零(líng)件上要求較高(gāo)的部位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由此可見,采用熔模(mó)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(yuē)金屬原材(cái)料。
熔模精密鑄造方法的另一優點是,它可以精密鑄造各種(zhǒng)合金的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造高溫合金鑄件。如(rú)噴氣式發動機的葉(yè)片,其(qí)流線型外廓與冷卻用(yòng)內腔,用(yòng)機械加工工藝幾乎無法形成。用熔(róng)模(mó)精密鑄造(zào)工藝(yì)生產不僅可以做到批量生產,保證了鑄件的(de)一致性,而且避免了機械加工後(hòu)殘留刀紋的(de)應力(lì)集中。