熔(róng)模鑄(zhù)件現稱熔模精密精密鑄造,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(yì)的工藝技術,其(qí)應用非常廣泛。它不僅適用於(yú)各種類型、各種合(hé)金的(de)精密鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量(liàng)比(bǐ)其它精密鑄造方法要高,甚(shèn)至其它精密鑄造方(fāng)法難於鑄得的複(fù)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(dé)。
熔模精密精密鑄造是在(zài)古代蠟模精密鑄造的基礎上發展起來的(de)。作為文明古(gǔ)國,中國(guó)是使用這一技術較早的(de)國家之一,遠在公元前數百年,我國(guó)古代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(gè)種精細花紋和文字的鍾鼎及器皿等製品(pǐn),如春(chūn)秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條(tiáo)相互纏繞的龍,它們首尾相連(lián),上(shàng)下交錯,形成中(zhōng)間鏤空的多層雲紋(wén)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(yǐ)利用石蠟沒有強度、易於雕刻的特點,用普通工具就可以雕(diāo)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,然後再附加澆注係統,塗料(liào)、脫蠟、澆注,就可以得到精(jīng)美的曾侯(hóu)乙墓尊盤。
現代(dài)熔模精密鑄造方法在工業生(shēng)產中得(dé)到實際應用是在二十(shí)世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的(de)發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確以及表麵(miàn)光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以致(zhì)不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一(yī)種新(xīn)的(de)精(jīng)密的成型工藝,於是借鑒古代流(liú)傳下來的失蠟精密鑄造(zào),經過(guò)對材料和工藝的改進,現代熔模(mó)精密鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發展。所以,航空工業的發展推動了熔模精密鑄造的應用(yòng),而熔模精密鑄造的不(bú)斷(duàn)改進和完(wán)善,也為航空工業進(jìn)一步提高性能創造了有利的條件。
我國是於(yú)上世紀五、六十(shí)年代開始(shǐ)將熔模精密鑄造應用於工(gōng)業生產。其後這種先(xiān)進的精密鑄造工藝得到巨(jù)大的發展,相(xiàng)繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊(xùn)儀器、武器、醫療器械以及刀具(jù)等製造工業中被廣泛采用(yòng),同時也用(yòng)於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造(zào)工藝(yì),簡單說就(jiù)是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(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體型殼(ké)後,再用蒸汽或熱水從型殼中(zhōng)熔掉模型,然(rán)後把型殼置於砂箱中,在(zài)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(rú)采用高強度型殼(ké)時,可不必造型而將脫(tuō)模後的(de)型殼直接焙燒),鑄型(xíng)或型殼(ké)經焙燒後,於其中澆注熔融(róng)金屬而得到(dào)鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,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(zhù)造的工(gōng)藝過程複雜,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(biàn)形、型殼在加熱(rè)和冷卻過程中的線量變化、合金(jīn)的收縮率以及在凝(níng)固過程中鑄件的變形(xíng)等,所以(yǐ)普通熔模鑄件的尺(chǐ)寸精度(dù)雖然較高,但其一(yī)致性(xìng)仍需提高(采用中、高(gāo)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型,因此,熔模的表麵光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的(de)特殊粘結劑和耐火(huǒ)材料配製成的耐火塗(tú)料塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接(jiē)接觸(chù)的型腔內(nèi)表麵(miàn)光潔度高。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(kě)達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造(zào)最大的優點就是由於熔模鑄件有著(zhe)很高的(de)尺寸精(jīng)度和表麵光潔度,所以可減少機械加工工作,隻是在(zài)零件(jiàn)上要求較高的部位留(liú)少許加工餘量即(jí)可,甚至某些鑄件(jiàn)隻留打磨、拋光餘量,不必機(jī)械加工即可(kě)使(shǐ)用。由此可見,采(cǎi)用熔模精密鑄造(zào)方法(fǎ)可大(dà)量節省機床設備和加(jiā)工工時,大(dà)幅度(dù)節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的另(lìng)一優點是,它可以精密鑄造各種合金的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式(shì)發動機的葉片,其流線型外廓(kuò)與冷卻用內腔,用機械加(jiā)工工藝幾乎無(wú)法形成。用熔模精密鑄(zhù)造工藝生產不僅可以做到批量生產,保(bǎo)證(zhèng)了鑄件的一(yī)致性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中(zhōng)。