熔模鑄件現稱熔模精密(mì)精密鑄造,是一種少切(qiē)削或無切削的精密鑄造工藝,是精密鑄造行(háng)業中的一(yī)項優異的工藝技術,其應用非常廣泛。它不僅適用(yòng)於各種類型、各種(zhǒng)合金的精(jīng)密(mì)鑄造,而(ér)且(qiě)生產出的鑄件尺寸精度、表麵(miàn)質量比其它精密鑄造方法(fǎ)要高,甚至其它精密鑄造方法(fǎ)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(zào)是在古代蠟(là)模(mó)精密鑄造的基礎上發(fā)展起來的。作為文明古國,中國是使用這一技術較早的國家之一,遠在公元(yuán)前數百年,我國古代(dài)勞動人(rén)民就創造了這種失蠟(là)精(jīng)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,如春秋時的曾侯乙墓(mù)尊(zūn)盤等。曾侯乙墓尊盤(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(jiān)鏤空(kōng)的多層雲紋狀圖(tú)案,這些圖案用普通精密鑄造(zào)工藝很難製造(zào)出來,而用失蠟法精密鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強度、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(pǐn),然(rán)後再附加澆(jiāo)注係統,塗料、脫蠟、澆注,就可以得到精美的(de)曾侯乙墓尊盤。
現代熔(róng)模精密(mì)鑄造方(fāng)法在(zài)工業生產中得到(dào)實際應用是在二十(shí)世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的發展(zhǎn),要求製造象葉片(piàn)、葉輪、噴嘴等形狀複雜,尺(chǐ)寸精確以及(jí)表麵(miàn)光潔的耐熱合金零件。由(yóu)於耐熱(rè)合金材料難於機械加工,零件形狀複雜,以致不能或難於用(yòng)其它方法製(zhì)造,因此,需要尋找一種新的精密的成型工藝,於是(shì)借鑒古(gǔ)代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過對材料和工藝的改進,現代熔模精(jīng)密鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發展。所以,航空工業的(de)發展推動了熔模精密鑄造的(de)應用,而熔模精密鑄造的不斷改進和完善(shàn),也為航空工(gōng)業進一步提高(gāo)性能創造了有利的條件。
我國是於上世紀五、六十年(nián)代開始將熔模精密(mì)鑄造應用於工業生產。其後這(zhè)種先進的精密鑄造工藝得到巨大的發展(zhǎn),相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊(xùn)儀(yí)器(qì)、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中被廣泛(fàn)采用(yòng),同時也用於工藝美術品的製造。
所謂熔模精密鑄造工藝,簡單(dān)說就是用易熔材料(liào)(例如(rú)蠟料(liào)或塑料)製成可熔性模(mó)型(簡稱熔模(mó)或模型),在其上塗覆若(ruò)幹層特製的耐火塗料,經過(guò)幹燥和硬化形成一個整體(tǐ)型殼後,再用蒸汽或熱(rè)水從型殼中熔掉模型,然後把型(xíng)殼置於砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐(lú)中經過高溫焙燒(shāo)(如采用高強度型殼時,可不必造型而將脫模後的型殼直接焙燒),鑄(zhù)型或型殼經焙燒後,於其中澆注熔融金屬而得到鑄(zhù)件(jiàn)。
熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達(dá)CT4-6(砂型精密鑄造(zào)為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當然(rán)由於熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精度的(de)因素較多,例如模料的(de)收縮、熔模的變(biàn)形、型殼在加熱和(hé)冷卻過程中(zhōng)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,所以普通熔模鑄件的尺(chǐ)寸精度雖(suī)然較高,但其一致性(xìng)仍需提高(采(cǎi)用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用(yòng)型腔表麵光潔度高的壓型,因此,熔(róng)模(mó)的表麵光潔(jié)度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結劑和耐火材料配製成(chéng)的(de)耐火塗料塗掛在熔模上(shàng)而製成,與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵光潔度高(gāo)。所以,熔模鑄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就是由於熔(róng)模鑄件有著很高的尺寸精度(dù)和表麵光潔度,所以可減(jiǎn)少機械加工工作,隻(zhī)是在零件上要求(qiú)較高的部位留少許(xǔ)加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留(liú)打(dǎ)磨、拋光餘量,不必機械加工即可使用。由此可見,采用(yòng)熔模精密鑄(zhù)造方法(fǎ)可大量節省機床(chuáng)設備和加工工時,大幅度節(jiē)約金屬原材料。
熔模(mó)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(zhù)件,特別可以(yǐ)精密鑄造高溫合金(jīn)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),用機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(zhèng)了鑄件的一(yī)致性,而且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。