熔模鑄件現稱熔(róng)模精密(mì)精密鑄造,是一種少切削或無切削的精密(mì)鑄造工藝,是精密鑄造行業中的一項優異(yì)的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用於各種類型、各種合金的精(jīng)密鑄造,而且(qiě)生產出的鑄件尺寸精度、表(biǎo)麵質量(liàng)比其它精密鑄造方法要高,甚(shèn)至(zhì)其它精密(mì)鑄造方法難於鑄得(dé)的複雜、耐高(gāo)溫(wēn)、不易(yì)於加工的鑄件,均可(kě)采用熔模(mó)精密精密鑄造鑄得。
熔(róng)模精密精(jīng)密鑄(zhù)造是(shì)在古(gǔ)代蠟模精密鑄造的基礎上(shàng)發展起來的。作為文明古(gǔ)國,中國是使用這一技術較早的(de)國家(jiā)之一,遠在公元前數百年,我國古代勞(láo)動人(rén)民就創造了這種失蠟精(jīng)密(mì)鑄造技術(shù),用來(lái)精密鑄造(zào)帶有(yǒu)各種精細花紋和文字(zì)的(de)鍾鼎及器皿等製品,如春秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相(xiàng)互纏(chán)繞的龍,它們首尾相連,上下交錯,形成中間鏤空的多層(céng)雲紋狀(zhuàng)圖(tú)案,這些圖(tú)案用普通精密鑄造工藝很(hěn)難製造出來(lái),而用失(shī)蠟(là)法精密鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度(dù)、易於雕刻的特點(diǎn),用普通工具就可以雕刻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(hòu)再附加澆(jiāo)注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現代(dài)熔模精密鑄造方(fāng)法在工(gōng)業生產中得到實際應用是(shì)在二十世紀(jì)四十年代。當時(shí)航空噴氣(qì)發動機的發展,要求製造象(xiàng)葉片、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺寸精確以及表麵光潔的耐熱合金零件。由於耐熱合金材料難於機械(xiè)加工,零件形狀複雜,以致不能或難於用其它方法製造,因此(cǐ),需要尋找一種新(xīn)的精密(mì)的成型工藝,於是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(gǎi)進,現代熔(róng)模精密鑄造(zào)方法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(tuī)動了熔模精密鑄造的應用,而熔模精密鑄造的(de)不(bú)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(tiáo)件。
我國是於(yú)上世紀五、六十年代開始將熔(róng)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(chuáng)、船舶、內(nèi)燃機(jī)、氣(qì)輪機、電訊儀器、武(wǔ)器、醫(yī)療器械以及(jí)刀具等製造工業中(zhōng)被廣泛采用(yòng),同時也用於工藝美術品的製造(zào)。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)製成可熔性模型(xíng)(簡稱熔模或模型),在其上塗覆若幹(gàn)層特製的耐火塗料,經過幹燥和硬化形成一個整體型殼(ké)後,再用蒸汽或熱水從型(xíng)殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最後(hòu)將鑄型(xíng)放入(rù)焙燒爐中經過高溫焙燒(如(rú)采用高(gāo)強度型殼時,可不必造型而將脫模(mó)後(hòu)的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經焙燒後,於(yú)其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達CT4-6(砂型精(jīng)密鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當(dāng)然由於熔模精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、熔模的變形(xíng)、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凝固過程(chéng)中(zhōng)鑄件(jiàn)的變形等,所以普(pǔ)通熔模鑄件的尺(chǐ)寸精度雖然較高,但其一致性仍(réng)需提高(采(cǎi)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(miàn)光(guāng)潔度高(gāo)的壓型,因此,熔模的(de)表麵光(guāng)潔度也比較高。此外,型(xíng)殼由耐高溫的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(róng)模鑄件的表麵(miàn)光潔度比一般精密鑄造件的高,一(yī)般可達Ra.1.6~3.2μm。
熔模(mó)精密鑄造(zào)最大的(de)優點就是由於(yú)熔模鑄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(xǔ)加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨(mó)、拋光餘量(liàng),不(bú)必機械加工即可使用。由(yóu)此(cǐ)可(kě)見,采(cǎi)用(yòng)熔模精密鑄造方法可大量節省機床設備和加工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密(mì)鑄造(zào)方法的另(lìng)一優點是,它可以精密鑄造各種合金(jīn)的複雜的鑄件,特別(bié)可以(yǐ)精密鑄造(zào)高溫合金鑄(zhù)件。如噴氣式發動機的葉片,其流(liú)線型外廓與冷卻用內腔,用機械(xiè)加工工(gōng)藝幾乎無法形成(chéng)。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,而且避免了機械加(jiā)工後殘留刀(dāo)紋的應(yīng)力集中。