從原理到成型，熔模鑄(zhù)造工藝全解析

　　一、熔模鑄造的原理及特點

　　熔(róng)模鑄造又稱精(jīng)密鑄造或失蠟(là)鑄造，它是用易熔材(cái)料(蠟料及(jí)塑料等(děng))制成精确的可熔(róng)性模型，在模型上塗以若幹層耐火塗料，經過幹燥(zào)、硬化(huà)成整體型殼，然後加(jiā)熱型殼熔失模型，再經高溫焙(bèi)燒而成為耐火型殼，将液體金屬澆(jiāo)入型殼中，待冷卻後即成鑄件。

　　模料-壓蠟模-組(zǔ)模-修模-塗挂-撒砂-脫模-焙燒(shāo)-澆注-冷(lěng)卻-落砂-清理。

　　與其它(tā)鑄造方法相比，熔模鑄造的主要優點如下：

　　1）鑄件尺寸精(jīng)度較高和表面粗糙度較(jiào)低(dī)，可以澆注形狀複雜的鑄件，一般(bān)精度可達5~7級，粗糙度達兩Ra25-6.3μm；

　　2）可以鑄造薄壁鑄件以及重量很小的鑄件，熔模鑄件的zui小壁厚可達0.5mm，重量可(kě)以小到幾克；

　　可以鑄造花紋精細的(de)圖案、文字、帶有細槽和彎(wān)曲細孔的鑄件；

　　3）熔模(mó)鑄件的外形和内腔形狀(zhuàng)幾乎不受限制，可以制造出用砂型鑄造、鍛壓、切削加(jiā)工等方法難(nán)以制造的(de)形狀複雜的零件(jiàn)，而且可以使有些組合件、焊接件在稍進行結構改進後直接鑄造成整體零件，從而(ér)減輕零件重量、降低生産成本；

　　4）鑄造(zào)合金的類型幾乎沒有限制，常用來(lái)鑄造合金鋼件(jiàn)、碳鋼件和耐熱(rè)合金鑄件；

　　5）生産批量沒有限制，可以從單件到成批大量生産(chǎn)。

　　這種鑄造方法的缺點就是工藝複雜，生産周期長，不适(shì)用于生産輪廓(kuò)尺寸很(hěn)大的鑄件。

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　　二、模料種類及性能(néng)要求

　　（1）模料的分類(lèi)

　　随着熔模鑄造工藝的(de)發展，模料的種類日益繁多，組成各不相同。通常按模(mó)料熔點的高低将其分為高溫、中溫和低(dī)溫模料。

　　低溫模料的熔點低于(yú)60°C，我國目前廣泛應用的石蠟—硬脂酸(suān)各50%的模料屬于這一類；高溫模料的熔點高于(yú)120°C，組成為松香50%、地蠟20%、聚苯乙烯30%的模(mó)料即為較典型的高溫模料(liào)。

　　中溫模料的熔點介于上述兩(liǎng)類模(mó)料之間，現用的中溫(wēn)模料基本上可(kě)分為松香基和蠟基模料兩種。

　　（2）模料性能的基本要求

　　熱物理(lǐ)性能：合适(shì)的熔化溫度和凝固區間、較小的熱膨脹和收縮、較高(gāo)的耐熱性（軟化點）和模料在液态時應無析出物，固态時無相變；

　　力學性能：主要有強度(dù)、硬(yìng)度、塑性、柔(róu)韌性等；

　　工藝性能：主要有粘度（或流動性）、灰分、塗挂性等。

　　三、制模工(gōng)藝

　　按照模料(liào)的規定成分和配比，将(jiāng)各種原料熔融成液态，混合并攪拌均勻(yún)，濾去雜質澆制成糊狀模料，即可以壓制熔模。壓制熔模普遍采用壓制成型的(de)辦法。該(gāi)方法允許使用液态、半液态以及固(gù)态、半固态(tài)模料(liào)。液态(tài)和半液(yè)态模料在低的壓(yā)力下壓制成型，稱為壓注成型；半固(gù)态或固态模料在高的壓力下壓制成型，稱為擠壓成(chéng)型。無論是壓注成型還是擠(jǐ)壓成(chéng)型，都必須考(kǎo)慮充填(tián)和凝(níng)固時(shí)的優(yōu)缺點。

　　（1）壓注成型

　　壓注成型的注蠟溫度多在熔點以下，此時模料是液、固兩相共存(cún)的漿狀或糊狀。呈漿狀的模料中，液相量顯著(zhe)超過固相量，所以仍保留着液體的流動性。在這種狀态下壓注，熔模表面具有較低的粗糙度，而(ér)且不易出現由于紊流、飛濺帶來的(de)表面缺陷。糊狀模料的溫(wēn)度比漿(jiāng)狀(zhuàng)模料geng低，已失去流動性，雖(suī)少有(yǒu)表面缺陷，但卻具(jù)有較高的表面粗糙度(dù)。

　　模料壓注成型時(shí)，在(zài)保證良(liáng)好充填情況下應(yīng)盡量采用zui低的模料溫度和壓型工(gōng)作溫度。壓力的選擇并不是越大越好，雖然壓力(lì)大熔(róng)模收縮率小，但壓力和壓(yā)注速度過(guò)大，會使熔模(mó)表面不光滑，産生“鼓泡”(熔模表皮下氣泡(pào)膨脹)，同時，使模料飛濺出現(xiàn)冷隔(gé)缺(quē)陷。在制模過程(chéng)中(zhōng)，為了避(bì)免模料粘附壓型，提高熔模表面光潔度，應使用分型劑，特别是對于松香基模料。

　　（2）擠壓成型

　　擠壓成型(xíng)把(bǎ)在低溫塑性狀态下(xià)的模料擠壓入型腔，在高壓(yā)下成型，以減少和防止熔模收縮。擠壓成型時的模(mó)料處于半固态或固(gù)态，該模料在正常條件下比較硬，但在高壓下能夠流動，其特點是粘(zhān)度大。因此擠壓時(shí)壓力的大小取決于模料的粘度及在注料孔和型腔中的流動阻(zǔ)力(lì)。模料的(de)粘度愈大，注料(liào)孔徑愈小，型腔尺寸愈大而橫(héng)截(jié)面(miàn)積愈小以及模料行(háng)程愈長，則模料流動時的阻力愈大，因此需要愈高(gāo)的擠壓壓力。采用半固态(tài)模料擠壓(yā)成型，熔模的凝固時間縮短，因而生産率zeng高，特别适用于(yú)生産具有厚大截面的鑄件。

　　四、制殼工藝

　　制殼包括塗挂和撒砂兩道工序。塗挂塗料之前，熔模需經脫油(yóu)脂處理(lǐ)。塗挂時要采用浸塗法。塗挂操作時應保持熔模表面(miàn)均勻地塗(tú)挂上塗(tú)料，避(bì)免空白和局布堆積；焊合(hé)處、圓角、棱角和凹槽等應用毛筆或特(tè)制工具塗刷均勻，避免(miǎn)氣泡；塗挂每層加固層塗料前應清理前(qián)一層上的浮砂；塗挂過程(chéng)中要定時攪拌塗料，掌(zhǎng)握和調整(zhěng)塗料的粘度。

　　塗挂後進行撒砂。zui常用的撒砂(shā)方法是流态化撒砂和雨(yǔ)淋式撒砂。通常熔模自塗料槽中取出後，待其上剩餘的塗料流動均(jun1)勻(yún)而不再連續下滴時，表示塗料流動終止，凝凍(dòng)開始，即(jí)可撒砂。過早(zǎo)撒砂易造成塗(tú)料堆積；過遲撒砂造成砂(shā)粒粘附(fù)不上或粘附不牢。撒砂時熔模要不斷回轉和上下倒置。撒砂的目的是用砂粒固定塗料層；zeng加型殼(ké)厚度，獲得必要的強度；提高(gāo)型殼(ké)的透氣性和退讓性；防(fáng)止型殼硬化時(shí)産生裂紋。撒砂的粒度按(àn)塗料層次(cì)選擇，并與塗料的粘度相适應。面(miàn)層塗料的粘度小，砂(shā)粒度要細，才能獲得表面光潔的型腔(qiāng)，一般面層撒砂粒度(dù)可選擇組别(bié)為30或21的(de)砂；加固層撒(sā)砂采用較粗的砂粒，zui好逐層加粗。制(zhì)殼時，每塗挂和撒砂一層後，必須進行充分的幹燥和硬化。

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