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熔模鑄造 一門(mén)古老工藝的復(fù)興


    失蠟法鑄造現(xiàn)稱(chēng)熔模鑄造,是一種少切削或無(wú)切削的鑄造工藝,是鑄造行業(yè)中的一項(xiàng)優(yōu)異的工藝技術(shù),其應(yīng)用非常廣泛。它不僅適用于各種類(lèi)型、各種合金的鑄造,而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其它鑄造方法要高,甚至其它鑄造方法難于鑄得的復(fù)雜、耐高溫、不易于加工的鑄件,均可采用熔模鑄造鑄得。
    熔模鑄造是在古代蠟?zāi)hT造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。作為文明古國(guó),中國(guó)是使用這一技術(shù)較早的國(guó)家之一,遠(yuǎn)在公元前數(shù)百年,我國(guó)古代勞動(dòng)人民就創(chuàng)造了這種失蠟鑄造技術(shù),用來(lái)鑄造帶有各種精細(xì)花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品,如春秋時(shí)的曾侯乙墓尊盤(pán)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(cuò),形成中間鏤空的多層云紋狀圖案,這些圖案用普通鑄造工藝很難制造出來(lái),而用失蠟法鑄造工藝,可以利用石蠟沒(méi)有強(qiáng)度、易于雕刻的特點(diǎn),用普通工具就可以雕刻出與所要的曾侯乙墓尊盤(pán)一樣的石蠟材質(zhì)的工藝品,然后再附加澆注系統(tǒng),涂料、脫蠟、澆注,就可以精美的曾侯乙墓尊盤(pán)。
     現(xiàn)代熔模鑄造方法在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用是在二十世紀(jì)四十年代。當(dāng)時(shí)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,要求制造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜,尺寸以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機(jī)械加工,零件形狀復(fù)雜,以致不能或難于用其它方法制造,因此,需要尋找一種新的的成型工藝,于是借鑒古代流傳下來(lái)的失蠟鑄造,經(jīng)過(guò)對(duì)材料和工藝的改進(jìn),現(xiàn)代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎(chǔ)上獲得重要的發(fā)展。所以,航空工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了熔模鑄造的應(yīng)用,而熔模鑄造的不斷改進(jìn)和完善,也為航空工業(yè)進(jìn)一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件。
    我國(guó)是于上世紀(jì)五、六十年代開(kāi)始將熔模鑄造應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。其后這種先進(jìn)的鑄造工藝巨大的發(fā)展,相繼在航空、汽車(chē)、機(jī)床、船舶、內(nèi)燃機(jī)、氣輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及具等制造工業(yè)中被廣泛采用,同時(shí)也用于工藝美術(shù)品的制造。
    所謂熔模鑄造工藝,簡(jiǎn)單說(shuō)就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)制成可熔性模型(簡(jiǎn)稱(chēng)熔模或模型),在其上涂覆若干層特制的耐火涂料,經(jīng)過(guò)干燥和硬化形成一個(gè)整體型殼后,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,然后把型殼置于砂箱中,在其四周填充干砂造型,將鑄型放入焙燒爐中經(jīng)過(guò)高溫焙燒(如采用高強(qiáng)度型殼時(shí),可不必造型而將脫模后的型殼直接焙燒),鑄型或型殼經(jīng)焙燒后,于其中澆注熔融金屬而鑄件。
    熔模鑄件尺寸精度較高,一般可達(dá)CT4-6(砂型鑄造為CT10~13,壓鑄為CT5~7),當(dāng)然由于熔模鑄造的工藝過(guò)程復(fù)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、型殼在加熱和冷卻過(guò)程中的線(xiàn)量變化、合金的收縮率以及在凝固過(guò)程中鑄件的變形等,所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高,但其一致性仍需提高(采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多)。
    壓制熔模時(shí),采用型腔表面光潔度高的壓型,因此,熔模的表面光潔度也比較高。此外,型殼由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成,與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。所以,熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高,一般可達(dá)Ra.1.6~3.2μm。
     熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn)就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度,所以可減少機(jī)械加工工作,只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可,甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量,不必機(jī)械加工即可使用。由此可見(jiàn),采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時(shí),大幅度節(jié)約金屬原材料。
     熔模鑄造方法的另一優(yōu)點(diǎn)是,它可以鑄造各種合金的復(fù)雜的鑄件,特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片,其流線(xiàn)型外廓與冷卻用內(nèi)腔,用機(jī)械加工工藝幾乎無(wú)法形成。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn),保證了鑄件的一致性,而且避免了機(jī)械加工后殘留紋的應(yīng)力集中。 
 


熔模鑄造 一門(mén)古老工藝的復(fù)興 2016-6-6 本文被閱讀 4981 次
 
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