熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一種少切(qiē)削或無切削的精密鑄造工藝,是精密鑄(zhù)造行業中的一項優異的工藝技術(shù),其應(yīng)用非常廣泛(fàn)。它(tā)不僅適用於各種類型、各種合金的精密鑄(zhù)造(zào),而且生產出的(de)鑄件尺寸精度、表(biǎo)麵質量比(bǐ)其它精密鑄造方法要高,甚至其它精密鑄造方法難於鑄得的複雜、耐高溫、不(bú)易(yì)於加(jiā)工的鑄件,均可采用熔模精密精密鑄(zhù)造鑄得。
熔模精密精密鑄造是(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(guó)是使(shǐ)用這一技術(shù)較早的國家之一,遠在公元前數百年,我國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種精細花紋和文字的鍾鼎及(jí)器皿(mǐn)等製品(pǐn),如春秋(qiū)時的曾侯乙(yǐ)墓尊盤(pán)等。曾侯乙墓尊盤(pán)底座為多條相互(hù)纏繞的(de)龍,它們首尾相連,上下(xià)交錯,形成中間(jiān)鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄(zhù)造工藝很難製造出來,而用(yòng)失蠟法精密鑄造工藝,可以(yǐ)利用石(shí)蠟沒有強度、易於雕刻的特點,用普通(tōng)工具就可以雕刻出與所(suǒ)要得到(dào)的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品,然後(hòu)再附加(jiā)澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的(de)曾侯乙墓尊盤。
現代熔模精密鑄造方(fāng)法在工業生產中得到實際應(yīng)用是在二十世(shì)紀四十年代。當時航空噴氣發動(dòng)機的發展,要(yào)求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺(chǐ)寸精確以及表麵(miàn)光潔的耐熱合金零件。由於耐(nài)熱合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以(yǐ)致不能或難於用其它方法(fǎ)製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是借鑒古代流(liú)傳下來的失(shī)蠟精密鑄造,經過對材料和工(gōng)藝的(de)改進,現(xiàn)代熔模精密鑄造方法在(zài)古代工藝的基礎上獲得重要的發展。所以,航空工業的(de)發展(zhǎn)推動了熔模(mó)精密鑄造的應用,而熔模(mó)精密鑄造的不斷改進和完善,也(yě)為(wéi)航空工業進一步提高性能(néng)創造了有利的條件。
我國是於上世紀五(wǔ)、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造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船(chuán)舶、內燃(rán)機、氣輪機、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,同時也用於工藝美術品的製造。
所謂(wèi)熔模精密鑄造(zào)工藝,簡單說就是用易熔材料(例如(rú)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(tè)製的耐火塗料,經過幹燥和硬化形(xíng)成一個整體型(xíng)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,在其(qí)四周填充幹(gàn)砂造(zào)型,最後將鑄型放入焙燒(shāo)爐(lú)中經(jīng)過高溫焙燒(如(rú)采用高強度型殼時,可不必造型而將(jiāng)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)得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度(dù)較高,一般可達CT4-6(砂型(xíng)精密鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模(mó)精密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精(jīng)度的因素較多(duō),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(zài)凝固過程中鑄件的變(biàn)形等,所以普通(tōng)熔模鑄件(jiàn)的尺寸精度雖然較高,但其一致(zhì)性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸(cùn)一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度(dù)高的壓型,因此,熔模的表麵光潔度也比較高。此(cǐ)外,型殼由耐高溫的特殊粘結劑(jì)和耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬(shǔ)直接接觸的型(xíng)腔內(nèi)表麵光潔度高。所以,熔模鑄件(jiàn)的表麵光潔度(dù)比一般精密鑄造(zào)件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造(zào)最大的優點就(jiù)是(shì)由(yóu)於熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表麵光潔度,所以可(kě)減少機械加工工作,隻是在零件上要求較高的部(bù)位留少許加工餘量即可,甚至某(mǒu)些(xiē)鑄件隻留打磨、拋光餘(yú)量,不必機械加工即可使用。由此可見(jiàn),采用熔模精密鑄造方法可大量節省機床設備和加工工時,大幅度(dù)節約金屬原材(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合金(jīn)的複雜的鑄件,特別可(kě)以精密鑄造高溫合金(jīn)鑄件。如噴氣式(shì)發動機的葉片,其流線型外(wài)廓與冷卻用內腔,用機械加工工藝幾乎無(wú)法(fǎ)形成。用熔模精密鑄造工藝生產不僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一致性,而且避免了機(jī)械加工後殘留刀紋的應力集中。