熔模鑄件現稱(chēng)熔模精密精密鑄造,是一種少切削或無切削的精密鑄造(zào)工藝,是精密鑄造行(háng)業中的一項(xiàng)優異的工藝技(jì)術(shù),其應用非常廣泛。它不僅適用於各種(zhǒng)類型、各種合金的精密鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其(qí)它(tā)精密鑄造方(fāng)法要高,甚至其(qí)它精密(mì)鑄造方法難於鑄得的複雜(zá)、耐高溫、不易於(yú)加工的鑄(zhù)件,均可采用熔模精密精密鑄造(zào)鑄得。
熔(róng)模精密精密鑄造(zào)是在(zài)古代蠟模精密鑄造的基礎上發展起來的。作(zuò)為文明古國,中國(guó)是使(shǐ)用這一技術(shù)較早(zǎo)的國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞(láo)動人(rén)民就(jiù)創(chuàng)造了這種失蠟精密(mì)鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種精細花紋和文字的(de)鍾(zhōng)鼎及器皿等製品,如春秋時的曾侯乙墓尊(zūn)盤等。曾侯乙墓尊盤(pán)底座為多條相互(hù)纏繞的龍(lóng),它們首尾相連,上下交錯,形成中間鏤空的多層雲紋狀圖案,這些圖案(àn)用普通精密鑄造工藝很難製造出來,而用失蠟法精密鑄造工藝,可以利用石蠟沒有強(qiáng)度、易於(yú)雕刻的特點(diǎn),用普通工(gōng)具就可以雕刻出與(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(zài)附加澆注係統(tǒng),塗料、脫蠟、澆(jiāo)注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現(xiàn)代熔模精密鑄造方法在工業生產中得(dé)到(dào)實際應用(yòng)是在二十世紀(jì)四十年(nián)代(dài)。當時航空(kōng)噴氣發動機(jī)的發展,要求製造象葉片、葉輪、噴(pēn)嘴等形狀複雜,尺寸精確以及表麵光潔的耐熱(rè)合金零件。由於耐熱合金材料(liào)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(zào),因此,需要尋找一(yī)種新的精密的成型工藝,於(yú)是借(jiè)鑒古代流傳下來的失蠟精密鑄造,經過(guò)對材料和工藝的改進,現代熔模精密鑄造方(fāng)法(fǎ)在古代工藝的基礎上獲(huò)得重要的發展。所以(yǐ),航(háng)空工業的(de)發展推動了熔模精密鑄造的應用,而熔模精密鑄造的(de)不斷改進(jìn)和(hé)完善,也為航空工業(yè)進一步提高性能創造了有利的條件。
我國(guó)是於上世紀五、六十年代開始(shǐ)將熔模精密鑄造應(yīng)用於工業生產。其後這種(zhǒng)先進(jìn)的精密鑄造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機(jī)、電訊(xùn)儀(yí)器、武器、醫療器械以及刀具等製造工業中被廣泛采用(yòng),同時也(yě)用於工藝美術(shù)品的製造。
所謂熔模精密(mì)鑄造工藝,簡單說就是用易(yì)熔材料(例(lì)如蠟料或塑料)製成可(kě)熔性模型(簡稱熔模或(huò)模型),在(zài)其上塗覆若幹層特製的耐火塗料,經過(guò)幹燥和(hé)硬化形成一個整體型殼後,再用蒸汽(qì)或熱水從型殼中熔掉模型,然後把(bǎ)型殼置於砂箱中,在其四周填充幹砂造型,最後將鑄型放入焙燒爐中經過(guò)高溫焙燒(如采用高強度型殼(ké)時(shí),可不必造型而將脫模後的型殼直接焙燒(shāo)),鑄型或型殼經焙(bèi)燒後(hòu),於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(砂型精密鑄造為CT10~13,壓鑄(zhù)為CT5~7),當然由於(yú)熔模精密鑄造的工藝過程複雜,影響鑄件(jiàn)尺(chǐ)寸精(jīng)度的因素(sù)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(zhōng)的線量變化、合金(jīn)的收縮率(lǜ)以及在凝固過(guò)程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件(jiàn)的尺寸(cùn)精度雖然較高,但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
壓製熔模時,采用型腔表麵光潔度高的壓型,因此,熔模的表麵光潔(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的耐火塗料塗掛在熔(róng)模上而製成,與熔融金(jīn)屬直接接觸的型腔(qiāng)內表麵光潔(jié)度高。所以,熔模鑄件的表(biǎo)麵光潔度比一般精密鑄造件的高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm。
熔模精密鑄造最大的優點就是由於熔模鑄件有著(zhe)很高的(de)尺寸精度和表麵光潔度,所以可(kě)減(jiǎn)少機械加工(gōng)工作,隻是在零件上要求較高的部位留少(shǎo)許加工餘量即可,甚至某些鑄件(jiàn)隻(zhī)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(shěng)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的複雜的(de)鑄件,特別可以精密(mì)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內腔,用機械(xiè)加工工(gōng)藝幾乎(hū)無法形成(chéng)。用熔模精密鑄(zhù)造工藝生產不僅可以做到批量生產,保(bǎo)證(zhèng)了鑄件的一致性,而且避免了機械加(jiā)工後(hòu)殘留刀紋的應力集中。