熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一種少切削或無切削的精密鑄造工藝,是精密(mì)鑄(zhù)造行業中的一項優異的工藝技(jì)術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類(lèi)型、各種合金的精密鑄造,而(ér)且生產出的鑄件尺寸(cùn)精度、表麵質量比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(nài)高溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔模精(jīng)密精密鑄造鑄得。
熔模精密精密鑄造是(shì)在古代蠟模精密(mì)鑄造(zào)的基礎上(shàng)發展起來的。作為文(wén)明古國,中(zhōng)國是使用這一技術較早的國家之一,遠在公元前數百年,我(wǒ)國古代勞動人民就創造(zào)了這種失蠟(là)精密鑄造技術,用來精密鑄造(zào)帶有(yǒu)各種精細花紋和文字的鍾鼎及器皿等(děng)製品,如春秋時(shí)的曾侯乙墓尊盤等。曾侯(hóu)乙墓尊盤底座為多條(tiáo)相互纏繞的龍(lóng),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(zhè)些圖案用普(pǔ)通精密鑄造工藝很難製造出來,而(ér)用失蠟法精密鑄造工藝,可以利用石蠟(là)沒有強度、易於雕刻的特點,用普通工具就可以(yǐ)雕刻(kè)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(jiāo)注係統,塗料、脫蠟(là)、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(yè)生產中得到實際應(yīng)用是在二十世紀四十年代。當時(shí)航空噴氣發動(dòng)機的發展,要求製造象(xiàng)葉片、葉輪、噴嘴等(děng)形狀複雜,尺寸精確以及(jí)表麵光潔的耐熱合金零件。由於耐(nài)熱合金材(cái)料難於機械(xiè)加工,零件形(xíng)狀(zhuàng)複(fù)雜,以致不能或難於用其它方法製造,因此,需要尋(xún)找一種(zhǒng)新的精密的成型工藝,於是(shì)借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過對材料和工藝的改進,現代(dài)熔模(mó)精密(mì)鑄造(zào)方法在古代工藝的基礎上獲得(dé)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(zào)的(de)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。
我國是於上世紀五、六十年代開始將熔模精密鑄造應(yīng)用於工業生產。其後這種先(xiān)進的精密(mì)鑄造工(gōng)藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機(jī)床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器(qì)、武(wǔ)器、醫療器械以及刀(dāo)具等製造工業中被廣(guǎng)泛采用,同時也用(yòng)於工藝美術品的製造(zào)。
所謂熔模精密鑄造工藝(yì),簡單說就(jiù)是用(yòng)易熔材料(例如蠟料或(huò)塑料)製成可熔(róng)性模(mó)型(簡稱熔模或模型),在其上(shàng)塗覆若幹層特製的(de)耐火(huǒ)塗料,經過幹燥和硬(yìng)化形成一(yī)個整體型殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉(diào)模型,然後把型殼(ké)置於砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最後將鑄型放(fàng)入焙燒爐中經(jīng)過高溫焙燒(如采用高強度(dù)型殼時,可不必造型而將脫模後(hòu)的型殼直(zhí)接(jiē)焙燒),鑄型或型殼經焙燒後,於其中澆注熔融(róng)金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度(dù)較高(gāo),一般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為(wéi)CT5~7),當然由於熔模精(jīng)密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮(suō)、熔模的變形、型殼在加(jiā)熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固(gù)過程(chéng)中鑄件(jiàn)的變形等,所以普通(tōng)熔模鑄件的尺寸精(jīng)度雖然較高,但其一(yī)致性仍(réng)需提高(采(cǎi)用中、高溫蠟料的鑄(zhù)件尺寸(cùn)一致性要提(tí)高很多)。
壓製熔模時(shí),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(yóu)耐高溫的(de)特殊粘結劑和(hé)耐火材料配製成的耐(nài)火塗料塗掛在熔模上而(ér)製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵光潔度高。所(suǒ)以,熔模鑄件的表麵光(guāng)潔度比一般(bān)精密鑄造件的高,一般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優點就是由(yóu)於熔模鑄(zhù)件有著很高的尺寸精度和表麵光潔度,所以可減少機械加工工作,隻是在零件上要求較高的部位留(liú)少許加工餘(yú)量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘(yú)量,不必機械(xiè)加工即可使用。由此可見,采用熔模精密鑄造方法可大量節(jiē)省機床設備和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的另一優點是,它可以精(jīng)密鑄造各種合金(jīn)的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造高溫(wēn)合金鑄件。如噴氣式發動機的葉(yè)片,其流線型外(wài)廓與冷卻用內腔,用機械加工工(gōng)藝幾乎無法形成。用熔(róng)模精密鑄造工藝生產不(bú)僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一致(zhì)性,而且避免了機械(xiè)加工後(hòu)殘留刀紋的應力(lì)集中(zhōng)。