熔模鑄件現稱熔模精密精密鑄造,是一種少切削(xuē)或無切削的精(jīng)密鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一(yī)項優異的工藝技(jì)術,其應(yīng)用非常廣泛。它不(bú)僅適用於各種類型、各(gè)種合金的精密鑄造,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,甚至其它精密鑄造方法難於鑄得的複雜、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。
熔模精密精密鑄造是在古代蠟模精密鑄(zhù)造的基礎上發展起來的。作為文明(míng)古國,中國是使用這一技術較早的國(guó)家之一,遠在公元前數百年,我國古代(dài)勞動人民就創造(zào)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器皿等製品,如春秋(qiū)時的曾侯乙墓尊盤(pán)等。曾侯乙墓(mù)尊盤底座為多條相互纏繞的龍,它們首尾相連,上下交(jiāo)錯,形成中間(jiān)鏤空(kōng)的多層雲紋狀圖案,這些圖(tú)案(àn)用普(pǔ)通精密鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法精密(mì)鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度、易於雕刻的(de)特點,用普通工具就可以雕刻出與所要得到(dào)的曾(céng)侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質(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(céng)侯乙墓尊盤。
現代熔(róng)模精密鑄造方(fāng)法在工業生產中得到實際應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、葉輪、噴嘴等形狀(zhuàng)複(fù)雜,尺寸精確以及表麵光潔的耐熱合金零(líng)件(jiàn)。由於耐熱合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以致不能或難於用其它方法製(zhì)造,因此(cǐ),需要尋找一種新的精密的成型工(gōng)藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過對材(cái)料和工藝(yì)的改進,現代熔(róng)模精密鑄(zhù)造方法(fǎ)在古代工藝的基礎上獲(huò)得重要的發展。所以,航空工業的發展推動了熔模(mó)精密鑄造的應用,而熔模精密鑄(zhù)造的不斷改進和完善(shàn),也為航空工業進一步提高性能創造了(le)有(yǒu)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用(yòng)於工業生產。其後這種先進的精密鑄造工(gōng)藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床(chuáng)、船(chuán)舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等製造工(gōng)業中被(bèi)廣泛采用,同(tóng)時也用於工藝美術品的製造(zào)。
所(suǒ)謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟(là)料或塑料)製成可熔性模型(簡稱熔(róng)模或模(mó)型),在其上(shàng)塗覆若幹層特製的耐(nài)火塗料,經(jīng)過幹燥和硬化形成一個整體型殼後,再用蒸(zhēng)汽(qì)或熱水從型殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱中,在其四周(zhōu)填充幹砂造型,最後將(jiāng)鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(shāo)(如采用高強度型(xíng)殼時,可不必造型而將(jiāng)脫模後的型殼直接焙(bèi)燒),鑄型或型殼經焙燒後,於其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高(gāo),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造的工藝過程複(fù)雜,影響鑄件尺寸精(jīng)度的因素較(jiào)多(duō),例如模(mó)料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的(de)線量(liàng)變化、合金的收縮率以及在凝固(gù)過程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精(jīng)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(chǐ)寸一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔(jié)度(dù)高的壓型,因此,熔模(mó)的表麵光潔度也(yě)比(bǐ)較高。此外,型殼由耐高溫(wēn)的(de)特殊粘結劑和耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵光潔度高。所以,熔模鑄件的表麵光潔度比一般精(jīng)密鑄造件的高,一(yī)般(bān)可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大(dà)的優點就是由於熔(róng)模鑄(zhù)件(jiàn)有著很高的尺寸精度和表麵光潔度,所以可(kě)減少機械(xiè)加工(gōng)工作,隻(zhī)是在(zài)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(jiàn)隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由此可見,采用熔模精密鑄造方法可大量節省機床設備和加(jiā)工工時,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(gāo)溫合(hé)金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔(qiāng),用(yòng)機(jī)械加工工藝幾乎無法形成。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(yī)致性,而且避免了機械加(jiā)工後殘留刀紋的應力(lì)集中。