熔模鑄造知識綜合分析

一、熔模鑄造的原理和特點

　　熔模鑄造，也稱為精密鑄造或失蠟鑄造，是一種由可熔材料(蠟和塑料等)制成的精確可熔性模型。)，其上涂有幾層耐火涂料，干燥硬化成整體外殼，然后加熱失去外殼的模型，再高溫烘烤成為耐火外殼。液態(tài)金屬被倒入外殼并冷卻形成鑄件。

模具熔模鑄造

　　成型材料、壓蠟、裝模、修模、涂掛、砂光、脫模、焙燒、澆注、冷卻、落砂、清理。

　　與其他鑄造方法相比，熔模鑄造的主要優(yōu)點如下：

　　1)尺寸精度高、表面粗糙度低的鑄件可鑄造成復雜形狀，一般精度為5-7級，粗糙度為25-6.3 m；

　　2)可以鑄造薄壁鑄件和重量小的鑄件。熔模鑄件的最小壁厚可達0.5毫米，重量可小至幾克；

　　能鑄造精細的圖案、文字、有細槽和彎曲氣孔的鑄件；

　　3)熔模鑄件的形狀和內(nèi)腔形狀幾乎不受限制，可以制造出砂型鑄造、鍛造、切削等方法難以制造的形狀復雜的零件，部分總成和焊件稍加結構改進后可直接鑄造成整體零件，從而減輕零件重量，降低生產(chǎn)成本；

　　4)鑄造合金的種類幾乎沒有限制，常用于鑄造合金鋼零件、碳鋼零件和耐熱合金鑄件；

模具熔模鑄造

　　5)生產(chǎn)批次不限，可從單件批量生產(chǎn)。

　　這種鑄造方法的缺點是工藝復雜，生產(chǎn)周期長，不適合生產(chǎn)輪廓尺寸大的鑄件。

　　例1:2400年出土的尊盤編鐘——舉世無雙，精美絕倫

　　例2:云南清蠟方法及航空葉片鑄造工藝

　　二、模具材料類型及性能要求

　　(1)成型材料的分類

　　隨著熔模鑄造技術的發(fā)展，不同成分的模具材料種類越來越多。一般根據(jù)成型材料的熔點，分為高溫、中溫、低溫成型材料。

　　低溫成型材料的熔點低于60C，目前國內(nèi)廣泛使用的含50%石蠟和50%硬脂酸的成型材料就屬于這一類。

　　高溫模具材料的熔點高于120，由松香50%、地蠟20%、聚苯乙烯30%組成的模具材料是典型的高溫模具材料。

　　中溫模具材料的熔點介于上述兩類模具材料之間，目前的中溫模具材料基本可以分為松香基模具材料和蠟基模具材料。

　　(2)模具材料性能的基本要求

　　熱物理性能：適宜的熔化溫度和凝固區(qū)間，熱膨脹和收縮小，耐熱性(軟化點)高，液態(tài)無沉淀，固態(tài)無相變；

　　機械性能：主要包括強度、硬度、塑性、柔韌性等；

　　工藝性能：主要包括粘度(或流動性)、灰分、涂層性能等。

模具熔模鑄造

　　三、成型工藝

　　根據(jù)模具材料的規(guī)定成分和比例，將各種原料熔化成液態(tài)，混合攪拌均勻，過濾除去雜質(zhì)，倒入糊狀模具材料中，可用于壓制熔模。壓縮成型廣泛用于壓縮投資。該方法允許使用液體、半液體以及固體和半固體模塑材料。液態(tài)和半液態(tài)成型材料在低壓下壓制，稱為注射成型；半固態(tài)或固態(tài)成型材料在高壓下壓制，稱為擠出成型。無論是注射成型還是擠出成型，都必須考慮填充和固化的優(yōu)缺點。(1)壓力注射成型

　　注射成型的注蠟溫度通常低于熔點，模具材料為液態(tài)和固態(tài)共存的漿料或糊狀。在漿料模具材料中，液相的量明顯超過固相的量，因此液體的流動性保持不變。在這種狀態(tài)下，熔模表面粗糙度低，不易出現(xiàn)湍流和飛濺造成的表面缺陷。糊模材料的溫度低于漿模材料的溫度，失去了流動性。表面缺陷雖少，但表面粗糙度較高。

　　注塑成型材料時，在保證良好填充的情況下，應盡可能采用低的成型材料溫度和壓制工作溫度。壓力越大越好。雖然在壓力較高時熔模收縮率較小，但過大的壓力和注射速度會使熔模表面不光滑，導致“冒泡”(熔模表皮下氣泡膨脹)，同時使模具材料飛濺，出現(xiàn)保冷缺陷。在成型過程中，為了避免成型材料粘連，提高熔模表面光潔度，應使用脫模劑，尤其是松香基成型材料。

　　(2)擠壓成型

　　擠出成型將低溫下處于塑性狀態(tài)的模具材料擠出到模腔中，并在高壓下成型，以減少和防止熔模收縮。擠出成型中的模具材料為半固態(tài)或固態(tài)。模具材料在正常情況下很硬，但在高壓下可以流動，其特點是高粘度。因此，擠出過程中的壓力取決于模具材料的粘度以及注射孔和腔中的流動阻力。模具材料粘度越大，注射孔直徑越小，型腔尺寸越大，截面積越小，模具材料行程越長，模具材料流動時阻力越大，因此需要的擠壓壓力越高。采用半固態(tài)模料擠壓成型，縮短了熔模凝固時間，提高了生產(chǎn)率，特別適合生產(chǎn)厚大截面鑄件。

　　四.制殼工藝

　　制殼包括兩個過程：涂層和砂光。涂裝前，熔模應脫脂。涂裝時應采用浸涂法。上漆和掛模時，油漆應均勻地涂在熔模表面，避免毛坯和局部積布；焊接接頭、圓角、邊緣和凹槽應使用刷子或?qū)Ｓ霉ぞ呔鶆蛲科?，以避免氣泡；每層加固層涂裝前，清理上一層的浮砂；在涂掛過程中，應定期攪拌涂料，掌握和調(diào)整涂料的粘度。

　　涂層和懸掛后，撒上沙子。最常用的砂光方法是流態(tài)砂光和雨砂光。通常，熔模從涂料槽中取出后，當其上剩余的涂料均勻流動且不連續(xù)滴落時，意味著涂料流動停止，開始凍結，砂?？梢陨㈤_。過早噴砂易造成涂層堆積；打磨過晚會導致砂粒粘在一起或粘不牢。砂磨時，熔模應連續(xù)旋轉(zhuǎn)和倒置。打磨的目的是用砂粒固定涂層；增加外殼的厚度以獲得必要的強度；提高外殼的通透性和退讓性；防止外殼硬化時出現(xiàn)裂紋。砂磨的粒度應根據(jù)涂層選擇，并與涂層的粘度相適應。表面涂層粘度小，砂粒粒度要細，才能獲得表面光滑的型腔。一般可以選擇砂粒大小為30或21的砂；加固層鋪砂宜采用粗砂粒，分層加厚。制作貝殼時，必須在每次涂覆和打磨后充分干燥和硬化。動詞（verb的縮寫）缺陷及預防方法

　　熔模鑄件的缺陷可分為表面缺陷和內(nèi)部缺陷，以及尺寸和粗糙度超差。

　　表面和內(nèi)部缺陷是指鑄件欠鑄、冷隔、縮孔、氣孔、夾渣、熱裂、冷裂等。

　　尺寸和粗糙度的超差主要包括鑄件的伸長和變形。

　　表面和內(nèi)部缺陷主要與合金液的澆注溫度、型殼的烘烤溫度和制備工藝、澆注系統(tǒng)和鑄造結構的設計有關。

　　鑄件尺寸和粗糙度超差的主要原因與壓力機的設計和使用磨損、鑄件結構、殼體的烘烤和強度以及鑄件的清理有關。

　　例如，熔模鑄造欠鑄時，原因可能是澆注溫度和型殼溫度低導致金屬液流動性降低，鑄件壁太薄，澆注系統(tǒng)設計不合理，型殼烘烤不夠或透氣性差，澆注速度太慢，澆注時間不足。此時，應根據(jù)鑄件的具體結構和涉及的相關工藝來解決問題和消除缺陷。