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(zhù)造工藝,是精密鑄造行業中的一項優異(yì)的(de)工藝技術,其應用非(fēi)常廣泛(fàn)。它不僅適(shì)用於各種類型、各種合金的精(jīng)密鑄造,而且(qiě)生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方法要高,甚至其(qí)它精密鑄造方(fāng)法(fǎ)難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均(jun1)可采用熔模(mó)精密精密(mì)鑄造(zào)鑄得。
熔模精密精密(mì)鑄造(zào)是(shì)在古代蠟模精密鑄造的基礎上發展起來的。作為文明古國,中國是使(shǐ)用這(zhè)一技術較早的國家之一,遠在公元前數百年(nián),我國古代勞動人民就創造了這種失蠟(là)精密鑄造技術,用來精密(mì)鑄造帶有各種精細花紋和文(wén)字的鍾鼎及器皿等製品(pǐn),如春秋(qiū)時(shí)的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊(zūn)盤底座為多(duō)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(zào)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(dù)、易於雕刻的特點,用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤一(yī)樣的石蠟材質的工藝品,然後再附加澆注(zhù)係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤(pán)。
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(dài)。當時航(háng)空噴氣發動機的發展,要求(qiú)製造象(xiàng)葉片(piàn)、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸(cùn)精確以及表麵光潔的耐熱合金(jīn)零件。由於耐熱合金材料難於(yú)機(jī)械(xiè)加工(gōng),零件形(xíng)狀複雜,以致不能或難於用其(qí)它(tā)方(fāng)法製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是(shì)借鑒古(gǔ)代流傳下(xià)來的失蠟精密鑄造(zào),經(jīng)過對材料和工藝的改進,現代熔模精密鑄(zhù)造方(fāng)法在古代(dài)工(gōng)藝的基(jī)礎上獲得重要的發(fā)展(zhǎn)。所以,航空工業(yè)的發展推動了熔模精密鑄造的應用,而熔(róng)模精(jīng)密鑄造的不斷改進和完善,也為航空工(gōng)業進一步提高性能(néng)創(chuàng)造了有利的條(tiáo)件。
我國是於上世(shì)紀五、六十年代(dài)開始將熔模(mó)精密鑄造應用於工業生產。其後這種先進的精密鑄造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(lún)機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中(zhōng)被廣泛采(cǎi)用,同時也用於(yú)工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說(shuō)就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製(zhì)成(chéng)可熔性模型(簡稱熔(róng)模或模型),在其上塗覆若幹層特製的(de)耐火塗料,經過幹燥和硬(yìng)化形成一個整體(tǐ)型(xíng)殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔(róng)掉模型,然後把型(xíng)殼置於砂箱中,在其四周(zhōu)填充幹砂造型,最(zuì)後將鑄(zhù)型放入焙燒爐中經過高溫(wēn)焙燒(如采用(yòng)高強度型殼時,可不必造型(xíng)而將脫模後(hòu)的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經焙燒後,於(yú)其中澆注熔融(róng)金屬而得到鑄件。
熔模鑄件(jiàn)尺(chǐ)寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓(yā)鑄(zhù)為CT5~7),當然由於熔模精密鑄造的工藝過程(chéng)複雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模(mó)的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中(zhōng)鑄件的變形等,所以普通熔(róng)模鑄(zhù)件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓(yā)型,因此,熔模的表麵光潔度也(yě)比較高。此外,型殼(ké)由耐高溫的(de)特殊粘結劑和耐(nài)火(huǒ)材料配製成的耐火塗料塗(tú)掛在熔(róng)模上而(ér)製成,與熔(róng)融金(jīn)屬直接接觸的型腔內表麵光潔(jié)度高。所以,熔模鑄件的表麵光(guāng)潔度比一般精密鑄(zhù)造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優點就是(shì)由於熔模(mó)鑄件有著很高的尺寸精度和表麵光(guāng)潔度,所以可減少機械加工(gōng)工作,隻是在零件上要求較高的部位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄(zhù)件(jiàn)隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由此可見,采用熔模精密鑄造方(fāng)法可大量(liàng)節省機床設備和加(jiā)工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的另一優(yōu)點是,它可以精密(mì)鑄造各種合金的複(fù)雜(zá)的鑄件,特別(bié)可以精密鑄造高溫合(hé)金鑄件。如噴氣式(shì)發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用(yòng)內腔,用機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殘(cán)留(liú)刀紋的應力(lì)集中。