熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一種少切削或無切(qiē)削(xuē)的精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的(de)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、各(gè)種合(hé)金的精密鑄造,而且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(shèn)至其它精密鑄造(zào)方法難於鑄得的(de)複雜(zá)、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采(cǎi)用熔模精(jīng)密精密鑄造鑄得。
熔模精密精密鑄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,中國是使用這(zhè)一技術較早(zǎo)的國家之一,遠在公元(yuán)前數百年,我國古代勞動人民就創造了這(zhè)種失蠟精密鑄造技術,用來精密(mì)鑄造帶有各種精細花紋和文字的鍾鼎及器皿等製品,如春秋時的曾侯乙墓尊(zūn)盤等。曾侯乙(yǐ)墓尊盤(pán)底座為多條相互纏(chán)繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成中(zhōng)間鏤(lòu)空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用(yòng)普通精密鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法精密鑄造工(gōng)藝(yì),可以利用石蠟沒有強度、易於雕刻(kè)的特點,用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙(yǐ)墓尊盤一樣(yàng)的石蠟材質的工藝品,然後再附加澆注係統,塗料、脫(tuō)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(chǎn)中(zhōng)得到實際應用是在二十世紀(jì)四(sì)十年代(dài)。當時航空噴氣發動機的發展,要求製造象葉片、葉輪(lún)、噴嘴等形狀(zhuàng)複雜,尺寸精確以及表麵光(guāng)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,以致不(bú)能或難於用其(qí)它方法製造(zào),因此,需(xū)要尋找一種新(xīn)的精密的成型(xíng)工藝,於是借(jiè)鑒古代流傳(chuán)下來的失蠟精密(mì)鑄造,經過對材料和(hé)工藝的改進,現代熔模精密(mì)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,而熔模精密鑄造的不斷改進和完善(shàn),也為航空工業進一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件。
我國(guó)是於上世紀五(wǔ)、六十年代(dài)開始將熔模精密鑄(zhù)造(zào)應(yīng)用於工業生產。其後這種先進的精密鑄造工藝得(dé)到巨大的發展,相繼在航空(kōng)、汽車(chē)、機床、船舶、內燃(rán)機(jī)、氣輪機、電訊儀(yí)器(qì)、武器、醫療器械以及刀具等製(zhì)造工(gōng)業中被(bèi)廣泛采用,同時(shí)也用(yòng)於(yú)工藝美術品的(de)製造。
所(suǒ)謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如(rú)蠟料或塑料)製成可熔性模型(簡稱熔模或模型),在其上塗覆若幹層特製(zhì)的耐火(huǒ)塗料,經過幹燥和硬化形成一個整體型殼後,再用(yòng)蒸汽或熱水(shuǐ)從型殼中(zhōng)熔(róng)掉模型,然後把型殼置於砂箱中,在其四周填(tián)充幹砂造型(xíng),最(zuì)後將鑄型放入焙(bèi)燒爐中經過(guò)高溫焙燒(如采用(yòng)高強度型殼時,可不必造型而將脫模後的型(xíng)殼直接焙(bèi)燒),鑄型或型殼(ké)經焙燒後,於其(qí)中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄(zhù)件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型(xíng)精(jīng)密鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由(yóu)於熔模精密鑄造的工藝過程(chéng)複(fù)雜,影響鑄件尺寸精度的因素較(jiào)多,例如模料的收(shōu)縮、熔模的變形、型殼在加(jiā)熱和冷卻過程(chéng)中(zhōng)的(de)線量變化、合金(jīn)的收(shōu)縮(suō)率以及在凝固過程中鑄件的變形(xíng)等,所以普(pǔ)通熔模鑄件的尺寸精(jīng)度雖然(rán)較高,但其一致性仍需提高(gāo)(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模(mó)時,采用型腔表麵(miàn)光潔度高的壓型,因此,熔模的表麵光(guāng)潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特(tè)殊粘結(jié)劑和耐火材料配製成的耐(nài)火塗(tú)料(liào)塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直(zhí)接接觸的型腔內表麵光(guāng)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,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模(mó)精密鑄造最大的優(yōu)點就是由(yóu)於熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表麵(miàn)光潔度,所以可(kě)減少(shǎo)機械加工工作,隻是在零件上要求較高(gāo)的部位留少許加工餘量即(jí)可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加(jiā)工即可使用。由(yóu)此可見,采用熔模精密鑄造方法可大量(liàng)節省機(jī)床設備和加工工時(shí),大幅度(dù)節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的另一優點是,它(tā)可(kě)以精密鑄造各種合金的複雜的鑄件(jiàn),特別可以精密鑄造高溫合金(jīn)鑄件。如噴氣式(shì)發動(dòng)機(jī)的葉片,其流線型外(wài)廓與冷卻用(yòng)內腔,用機(jī)械加工工藝幾(jǐ)乎無法形成。用熔模精(jīng)密鑄造工藝生產不僅可以做到批量(liàng)生產(chǎn),保證了鑄(zhù)件的一致性,而且避免了機(jī)械加工後(hòu)殘留刀紋的應力(lì)集中。