熔模鑄件現(xiàn)稱熔模精密(mì)精密鑄造,是一種少切削或無切削的(de)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。它不僅適用於各種類型(xíng)、各(gè)種合金(jīn)的精密鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精(jīng)度、表(biǎo)麵質量比其它精密鑄造方法要高,甚(shèn)至其它精密鑄造方法難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工(gōng)的鑄件,均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(mó)精(jīng)密鑄造的基礎上(shàng)發展起來的。作為文明古國,中國是使用這一(yī)技術較早的(de)國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞(láo)動人民就創造了這(zhè)種失蠟精(jīng)密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各(gè)種精細花紋和文(wén)字的鍾鼎及器皿等製品,如春(chūn)秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊(zūn)盤底(dǐ)座為(wéi)多條(tiáo)相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成(chéng)中間鏤空的多層雲(yún)紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄(zhù)造(zào)工藝很難(nán)製(zhì)造出來(lái),而用失蠟法精密鑄造工藝,可(kě)以利用石蠟(là)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樣的石蠟材質的工藝品,然(rán)後再附(fù)加澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可(kě)以得到(dào)精(jīng)美的曾侯乙墓尊盤(pán)。
現代熔模精密鑄造方法在工(gōng)業生產中得到(dào)實際應用是(shì)在二(èr)十(shí)世(shì)紀四十年代。當(dāng)時航(háng)空噴氣發動機的(de)發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形(xíng)狀複雜,尺寸精(jīng)確以(yǐ)及表麵光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合金材(cái)料難於機械加工(gōng),零件形狀複雜,以致不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工(gōng)藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄造(zào),經過對材料和工藝的改進,現代熔模精密鑄造方法在(zài)古代工(gōng)藝的基礎上獲得重要的發展(zhǎn)。所以,航空工業的發展推(tuī)動了熔模精密鑄造(zào)的應用,而熔模精密鑄造的不斷改進(jìn)和完善,也為航空工業進一步提高性能創造了有利的條件。
我(wǒ)國是於上世紀五、六十年代開始(shǐ)將熔模精密鑄造應用於工業生產。其後這種先進的精密鑄(zhù)造(zào)工藝得(dé)到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船舶、內(nèi)燃機、氣輪機、電(diàn)訊儀器、武器、醫(yī)療器(qì)械以及刀具等製造工業中(zhōng)被廣泛采用,同時也用於工藝美術品的製造。
所(suǒ)謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是(shì)用易熔材料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(xíng)(簡稱熔(róng)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(yìng)化(huà)形(xíng)成一個整體型殼後,再用蒸汽(qì)或熱水從型殼中熔(róng)掉模型,然後把型殼置(zhì)於砂箱中,在其四周填充幹砂(shā)造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如采用(yòng)高強度(dù)型殼時,可不必造型而(ér)將脫模後的型(xíng)殼直接焙燒),鑄型或型殼經焙燒後,於其中澆注熔融金屬而(ér)得到(dào)鑄件。
熔模(mó)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(chǐ)寸精度的因(yīn)素較多,例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程(chéng)中鑄件的變形等,所以普通(tōng)熔模鑄件的尺寸精度(dù)雖然(rán)較高,但其一致(zhì)性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄(zhù)件尺寸一致性要(yào)提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度高(gāo)的壓(yā)型,因此,熔模的表麵光潔(jié)度也比較高。此外,型殼由耐(nài)高溫的特(tè)殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在(zài)熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的(de)型腔內表麵光潔度高。所以,熔模鑄件的表麵光潔度(dù)比一般精密鑄造件的高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最(zuì)大的優點就是由於熔模鑄件有著很高的尺(chǐ)寸精度和表麵光潔(jié)度,所以可(kě)減少機械加工工作(zuò),隻是在零件上要求較高的部位留少許加工餘量即可,甚(shèn)至某些(xiē)鑄件隻留打磨、拋光(guāng)餘量,不必機(jī)械(xiè)加工即可使用。由此可見,采用熔模精(jīng)密鑄造方法可(kě)大量節省機床設(shè)備和加工工時,大(dà)幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造(zào)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(bié)可以精密鑄造高溫合金鑄件。如噴(pēn)氣式發動機的(de)葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機械(xiè)加工工藝幾乎(hū)無法形成。用熔模精密鑄造工(gōng)藝生產不僅可以做(zuò)到批量(liàng)生產,保證了鑄件的(de)一致性,而且(qiě)避免了機械加工後殘(cán)留刀紋的應力集中。