熔模鑄件現稱熔模(mó)精密精密鑄造,是一種少切(qiē)削或無切削的精密鑄造工藝,是精密鑄(zhù)造行業中的一項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適(shì)用於各種類型、各種合金的精密鑄造,而且生產出的(de)鑄件(jiàn)尺寸精度、表麵質量比其它精密鑄造方(fāng)法(fǎ)要高,甚至其它精密鑄造方法難(nán)於鑄(zhù)得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均(jun1)可采用熔模精密(mì)精密鑄造(zào)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(qǐ)來的。作(zuò)為文明古國,中國是使用這一技術(shù)較早的國家之一,遠在公(gōng)元前數百年(nián),我國古代勞動人民(mín)就創造了這種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種精(jīng)細(xì)花紋和文字的鍾鼎及器(qì)皿等(děng)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互纏繞的龍,它們(men)首尾相連,上下交錯,形成中間鏤空(kōng)的多層雲紋狀圖案,這些圖案用普通精密鑄造工藝很(hěn)難製造出來(lái),而用失蠟法精(jīng)密鑄造工藝,可(kě)以利用石蠟沒有強(qiáng)度、易於雕刻的特點,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,然後再附加澆注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美(měi)的曾侯乙墓尊盤。
現代熔模精密鑄造方法在工業生產中得到(dào)實際應用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的(de)發展,要求製造(zào)象葉片、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(hé)金材料難於機械加工(gōng),零件形狀複雜,以致不能或難於(yú)用其它(tā)方法製造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳下來的失蠟精(jīng)密鑄造,經過對(duì)材料和工藝的改進,現代(dài)熔模精密鑄造(zào)方法在古代工(gōng)藝的基(jī)礎上獲得重要的發展。所(suǒ)以,航(háng)空工(gōng)業的(de)發展(zhǎn)推動了熔模(mó)精密鑄造的應用,而(ér)熔模精密鑄造的不斷改進和完善,也為航空工業進(jìn)一步提高性能創造了有利的條件。
我國是(shì)於上世紀五、六十年代開始(shǐ)將熔模精密鑄造應用於(yú)工業生產。其後這種先進的(de)精密鑄造(zào)工藝得到巨(jù)大的發展(zhǎn),相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀(yí)器(qì)、武器、醫療器械以及刀具等製(zhì)造工業中被廣泛采用,同時也用於工藝美術品(pǐn)的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單(dān)說就是用易(yì)熔(róng)材料(例如蠟料或塑(sù)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)的耐火塗(tú)料,經過幹燥和硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,然後把型殼置於砂箱中(zhōng),在其四(sì)周填充幹砂造型,最(zuì)後將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(shāo)(如采用高強(qiáng)度型殼時,可(kě)不必造型而將脫模後的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼(ké)經焙燒後,於其中澆注熔融(róng)金屬而得到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較(jiào)高,一般可(kě)達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為(wéi)CT5~7),當然(rán)由於熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響(xiǎng)鑄件尺寸精度的因素較多,例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮(suō)率以及在凝固過程中(zhōng)鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺(chǐ)寸精度雖然較高,但其一致性(xìng)仍需(xū)提高(采用(yòng)中、高溫蠟料的鑄件尺寸(cùn)一(yī)致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光(guāng)潔度高的壓型,因此,熔模的表(biǎo)麵光潔度(dù)也比較高(gāo)。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結劑(jì)和耐火材料配製(zhì)成的耐火塗(tú)料塗(tú)掛在熔模上而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵光(guāng)潔度高。所以,熔模鑄(zhù)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。
熔模精密鑄造最大的優點(diǎn)就是由於熔模鑄件有著很高的尺(chǐ)寸精度和表麵光潔度,所以可減少機(jī)械(xiè)加工工作,隻是在零件上要求較高的部位留少許加工餘量(liàng)即可,甚至某些鑄(zhù)件隻留打磨、拋光餘量,不必機械加工即可使(shǐ)用(yòng)。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,它可以精密鑄造各種合金(jīn)的複雜的鑄件,特別可以精密鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用(yòng)內腔,用機械加工工藝幾乎無法形成。用熔模精密鑄(zhù)造工(gōng)藝生產不僅可以做到批量生產,保證了鑄件的一致性,而(ér)且避免了機械加工(gōng)後殘(cán)留刀紋的應力(lì)集中。