熔(róng)模鑄件現稱熔(róng)模精密精密鑄造,是一(yī)種少切削或無切削的精密鑄造工(gōng)藝,是精(jīng)密(mì)鑄(zhù)造行業中的一項優異的工藝技術,其(qí)應用(yòng)非(fēi)常廣泛。它不僅(jǐn)適用於各種類型、各種合金的精密鑄(zhù)造,而且生產出的鑄件尺(chǐ)寸精度、表麵質量(liàng)比其它精密(mì)鑄造(zào)方法要高,甚至其它精密鑄造方(fāng)法難於鑄得的複雜、耐(nài)高溫、不易(yì)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(zhù)造是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(guó)是使用(yòng)這一技(jì)術較早的國家之一,遠(yuǎn)在(zài)公元前數百年,我國(guó)古代(dài)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紋和(hé)文字的鍾鼎及器皿等製品,如春秋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(lóng),它們首尾相連,上下(xià)交錯,形成(chéng)中間鏤空的多(duō)層雲紋(wén)狀圖案,這些圖案用普通精密鑄(zhù)造(zào)工藝很難製造出(chū)來,而用失蠟法(fǎ)精(jīng)密鑄(zhù)造工藝,可以(yǐ)利用石(shí)蠟沒有強度、易於雕刻的特(tè)點,用普通工具(jù)就可以(yǐ)雕刻出與所要得到的曾(céng)侯乙(yǐ)墓(mù)尊盤一樣的石蠟材質的工(gōng)藝品,然後再附加澆注係統,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(dào)實(shí)際應用(yòng)是在二十世紀四十年代(dài)。當時航空噴氣(qì)發動機的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複(fù)雜,尺寸精確以及表麵光潔的耐熱合金(jīn)零件。由於耐熱合金材料(liào)難於機械加工,零件形狀(zhuàng)複雜,以致不(bú)能或難於用其它方法(fǎ)製造,因此,需要尋找一種新(xīn)的精密的成型工藝,於是借鑒(jiàn)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(zào)方法在古代(dài)工藝的基礎上獲得(dé)重要的發展。所以,航空工(gōng)業的發展推動(dòng)了熔模精密鑄造的應用,而(ér)熔模(mó)精密鑄造的不斷改進和(hé)完善,也為航空工業進一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件(jiàn)。
我國是於上世紀五、六十年代開始將熔模(mó)精密(mì)鑄造(zào)應用於工業生產。其後這種先進的(de)精密鑄造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床(chuáng)、船舶、內燃機、氣(qì)輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中被廣泛采用,同時也用於工(gōng)藝美術品的製造。
所謂熔(róng)模(mó)精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如(rú)蠟料或塑料)製成(chéng)可熔(róng)性模型(簡稱熔模或模型),在其上塗覆若幹層特製的耐火塗料,經過幹燥和硬化形成一個整(zhěng)體型殼後,再用蒸汽或熱水從(cóng)型殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱中(zhōng),在其四(sì)周填充幹砂造型,最(zuì)後將鑄型放入(rù)焙(bèi)燒爐中經過高溫焙燒(如采用高強度型殼(ké)時,可不必造型(xíng)而將脫模後的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經焙燒後,於其中澆(jiāo)注熔融金屬而得到(dào)鑄件。
熔(róng)模鑄件尺寸(cùn)精度較高,一般可達(dá)CT4-6(砂(shā)型精密鑄造為(wéi)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)件尺寸精度的因素較多,例如模料的收(shōu)縮、熔模的(de)變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化(huà)、合金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(jiàn)的尺寸精度雖然較高,但其(qí)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(yā)製熔模時,采用(yòng)型腔表麵光潔度高(gāo)的壓型,因此,熔模的表麵(miàn)光潔度也比較高。此外,型殼由耐高(gāo)溫的特殊粘結劑和耐火材(cái)料配製成的(de)耐火塗料塗掛在熔模上(shàng)而製成(chéng),與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵光潔度高。所以(yǐ),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。
熔模精密鑄造最大的優(yōu)點就是由於熔(róng)模鑄件(jiàn)有著很高的尺寸精度和表麵光(guāng)潔度,所(suǒ)以可減少機械加工工作,隻是在零件上要求較高的部位(wèi)留(liú)少許加工餘量即可(kě),甚至某些鑄(zhù)件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工(gōng)即可使用。由此可見,采用熔模(mó)精密鑄造方法(fǎ)可大量節省機床設備和加(jiā)工工時,大幅度(dù)節(jiē)約金屬原材料。
熔模精(jīng)密(mì)鑄造方(fāng)法的另一優點是,它可以(yǐ)精密鑄造各種合(hé)金的複(fù)雜的鑄件,特別可以精密鑄造高溫合(hé)金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外(wài)廓與冷卻(què)用內腔,用機械加工工藝幾乎無法形成。用熔(róng)模精密鑄造工藝生產不僅(jǐn)可以做到(dào)批量生(shēng)產,保(bǎo)證了鑄(zhù)件的一致(zhì)性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。