熔模鑄件現(xiàn)稱熔模精密精密鑄造,是一種少切削或無切削的精(jīng)密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項優異的工藝技(jì)術(shù),其應(yīng)用非常廣泛。它(tā)不(bú)僅適用(yòng)於各種類型、各種合金的精密鑄造,而(ér)且生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其它精(jīng)密鑄造(zào)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)易於加工的鑄件,均可采用熔模精密精密鑄造鑄得。
熔模精(jīng)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(wéi)文明古國,中國是使用這一技術較早的(de)國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞動人民(mín)就(jiù)創造了這種失蠟精密(mì)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器皿等製品,如春秋時的曾(céng)侯乙墓尊盤等。曾侯乙(yǐ)墓尊(zūn)盤(pán)底座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成中間鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄造工藝很難製造(zào)出來,而用失(shī)蠟法精密鑄造(zào)工藝,可以(yǐ)利用石蠟沒有強度、易於雕刻的(de)特點,用(yòng)普通工具就可以雕刻出(chū)與所要得到(dào)的曾侯乙墓尊盤一樣(yàng)的石蠟材質(zhì)的工藝品,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(yǐ)墓尊盤。
現(xiàn)代熔模(mó)精密(mì)鑄造方法在工業(yè)生產中得到實際應(yīng)用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的發展,要求製(zhì)造象葉片(piàn)、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確以及表(biǎo)麵(miàn)光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合(hé)金材料(liào)難於機械加工,零(líng)件形狀複雜,以(yǐ)致不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋找一種新的(de)精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄(zhù)造,經過對材料和工(gōng)藝的改進,現代熔模精密鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發(fā)展(zhǎn)。所以,航空工業的發展推(tuī)動了熔模精(jīng)密鑄造的應用,而熔模(mó)精密鑄造的不斷改進和完善,也為航空工業進一步提高性能創造了有利的條件。
我國是於(yú)上世紀五、六十年代開始將熔模精密鑄造應用於工(gōng)業(yè)生產。其後這種先進的精密鑄造工藝得(dé)到巨大的發(fā)展,相繼(jì)在航空、汽車、機床、船舶、內燃(rán)機、氣輪機、電訊(xùn)儀器、武器、醫療器械以及刀具等製(zhì)造工(gōng)業中被(bèi)廣泛(fàn)采用,同時也用(yòng)於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單(dān)說(shuō)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(mó)型),在其上塗覆若幹層特製的耐火塗料,經過幹燥和硬化(huà)形成一個整體型殼後,再用蒸汽或(huò)熱水從型殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱中,在其四周填(tián)充幹砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如采用高強度型殼時,可不(bú)必(bì)造型而將脫模後的型殼直接焙(bèi)燒),鑄型或型殼經焙燒(shāo)後,於(yú)其中澆注熔融金屬而得(dé)到鑄件。
熔(róng)模鑄件尺寸精度較高,一般(bān)可達CT4-6(砂(shā)型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然由於熔模精(jīng)密鑄造的工藝過程(chéng)複(fù)雜,影響鑄件尺寸(cùn)精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模(mó)的變形、型殼在加熱(rè)和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等(děng),所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需(xū)提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸(cùn)一致性要提高很多(duō))。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓型,因此,熔(róng)模的表麵光潔度(dù)也(yě)比較高。此外,型殼由耐(nài)高溫的特殊粘結劑和耐火材料配製成的(de)耐火塗料塗(tú)掛在(zài)熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表(biǎo)麵光潔度高。所以,熔(róng)模鑄件的表麵光潔度比一般(bān)精密鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密(mì)鑄造最大的優點就是由於熔(róng)模鑄(zhù)件有著很高的尺寸精度和表(biǎo)麵光(guāng)潔(jié)度,所以可減少機械加工工作(zuò),隻是在(zài)零(líng)件上要求較高的部(bù)位(wèi)留少許加(jiā)工(gōng)餘量即(jí)可,甚(shèn)至某些鑄件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由(yóu)此可見,采用熔模(mó)精密鑄(zhù)造方法可大(dà)量節省機床設備和加工工時,大幅度節約(yuē)金屬原材料。
熔模精密鑄(zhù)造方法的另一優點是,它可以精密鑄造各種合金的複雜的鑄件,特別可以精密鑄(zhù)造高溫合金鑄件。如噴氣式發動(dòng)機的葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機械加工工藝(yì)幾乎無法形成。用(yòng)熔模精密鑄造(zào)工藝生產不(bú)僅可(kě)以做到批(pī)量生產,保證了鑄件的一致(zhì)性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。