熔(róng)模鑄件現稱熔模精密精密鑄造(zào),是一種少(shǎo)切削或無切削的(de)精密鑄造工藝,是精密鑄造行業中(zhōng)的一項(xiàng)優異(yì)的工藝技術,其應用非常廣泛。它不(bú)僅適用於各種類型、各種合(hé)金的精密鑄造(zào),而且生(shēng)產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其(qí)它精(jīng)密鑄造方法(fǎ)要高(gāo),甚至其它精密鑄造方法難於鑄得(dé)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(mì)鑄造是在古代蠟模精(jīng)密鑄造的基(jī)礎上發展(zhǎn)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,遠在公元前數百(bǎi)年,我國古代(dài)勞動(dòng)人民就創造了這(zhè)種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種(zhǒng)精細花(huā)紋和(hé)文字的鍾鼎及器皿等製品,如春秋(qiū)時的(de)曾侯乙墓尊盤等(děng)。曾(céng)侯(hóu)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(chéng)中間鏤空的多層雲紋狀圖案(àn),這些圖案用普通(tōng)精密鑄造工藝(yì)很(hěn)難製造出來,而用失蠟法精密鑄造(zào)工藝(yì),可以利用石(shí)蠟沒有強度、易於(yú)雕刻的特點,用(yòng)普通工具就可以雕(diāo)刻(kè)出與(yǔ)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(là)、澆注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現(xiàn)代熔模(mó)精密(mì)鑄造方法在工業生產中得到實際應用(yòng)是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發(fā)動機的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀(zhuàng)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加工,零件形狀(zhuàng)複雜,以致不能或難於用其它方法製造,因(yīn)此,需要(yào)尋找一種新的精密的成型工藝,於是借鑒古代流傳(chuán)下來的失蠟精密鑄造,經過對材料和工藝的改進(jìn),現代熔模精密鑄造方法在古代工藝的(de)基礎上獲得重要的發展。所以,航空(kōng)工業(yè)的發展推動了熔模精密鑄造的應用,而熔模精(jīng)密鑄(zhù)造的不斷改進(jìn)和(hé)完善,也為航(háng)空工業進一步(bù)提高性能創造了有利的條件。
我國是於上世紀五(wǔ)、六十年代開始將熔模精(jīng)密鑄造應用於工業生(shēng)產。其後這種先進的精密鑄造工藝得到巨大(dà)的(de)發展,相繼在航空、汽車、機(jī)床、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業中被廣(guǎng)泛采用,同時(shí)也用於工藝美術(shù)品的製造。
所謂熔(róng)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(簡稱熔模或模型(xíng)),在其上塗覆若幹層特製(zhì)的耐火塗料,經(jīng)過幹燥和硬化形成一(yī)個整體型(xíng)殼後,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,然後(hòu)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)入焙燒爐中經過高溫(wēn)焙燒(如采用高強(qiáng)度型殼時,可不必造型而將(jiāng)脫模後的型殼直接焙燒),鑄型或型殼經焙燒(shāo)後,於其中澆注(zhù)熔融金屬而(ér)得(dé)到鑄件。
熔模鑄件尺寸精度較高,一(yī)般可達CT4-6(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄為(wéi)CT5~7),當然由於熔模精密鑄(zhù)造的工藝過程複雜,影響鑄件尺寸精度的因素較多,例如(rú)模(mó)料的收縮、熔(róng)模的變形、型殼在加熱和冷卻過程(chéng)中的線量變化(huà)、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等,所(suǒ)以普通熔模鑄件的尺(chǐ)寸精度雖然較高,但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺(chǐ)寸一致性要提高很多)。
壓(yā)製熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓型,因此,熔(róng)模的表麵光潔(jié)度(dù)也比(bǐ)較高。此外,型殼(ké)由耐高溫的特殊粘結劑和(hé)耐火材料配製成的耐火塗料塗掛在熔(róng)模上而製成(chéng),與熔融金屬直接接觸的型腔內表麵(miàn)光潔度(dù)高(gāo)。所以,熔模鑄件(jiàn)的表麵光潔(jié)度比一般精密(mì)鑄造件(jiàn)的高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm。
熔(róng)模精密鑄造最(zuì)大的優點就是由於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(yào)求較高的部位留少許加工餘量即可,甚至某些鑄件隻留打磨、拋光餘(yú)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工工時,大幅度節約金屬原材料。
熔模精密鑄造方法的另一(yī)優點是,它可(kě)以精密鑄造各種(zhǒng)合(hé)金的(de)複雜(zá)的鑄件,特別可以精密鑄(zhù)造高(gāo)溫合金鑄件。如噴(pēn)氣式發動機的葉片,其流線型外廓與冷卻用內腔,用機(jī)械(xiè)加工工藝幾乎(hū)無(wú)法形成(chéng)。用熔模精密鑄造工藝生(shēng)產不僅可以(yǐ)做到批量生產,保證了鑄件的一致性,而(ér)且避免了機械加工後殘留刀紋的應力集中。