1概述

　　熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"丛肢，通常是在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ廴ザ瞥尚蜌さ腚龋俳?jīng)過(guò)焙燒，然后進(jìn)行澆注挠疲，而獲得鑄件的一種方法耳标，由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱"熔模精密鑄造".可用熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類(lèi)有碳素鋼邑跪、合金鋼次坡、耐熱合金、不銹鋼画畅、精密合金砸琅、永磁合金宋距、軸承合金、銅合金症脂、鋁合金谚赎、鈦合金和球墨鑄鐵等。

　　熔模鑄件的形狀一般都比較復(fù)雜诱篷，鑄件上可鑄出孔的最小直徑可達(dá)0.5mm壶唤，鑄件的最小壁厚為0.3mm.在生產(chǎn)中可將一些原來(lái)由幾個(gè)零件組合而成的部件，通過(guò)改變零件的結(jié)構(gòu)棕所，設(shè)計(jì)成為整體零件而直接由熔模鑄造鑄出闸盔，以節(jié)省加工工時(shí)和金屬材料的消耗，使零件結(jié)構(gòu)更為合理间歌。

　　熔模鑄件的重量大多為零點(diǎn)幾十牛(即幾十克到幾公斤)胃磷，太重的鑄件用熔模鑄造法生產(chǎn)較為麻煩，但目前生產(chǎn)大的熔模鑄件的重量已達(dá)800牛左右鹅址。

　　熔模鑄造工藝過(guò)程較復(fù)雜裤困，且不易控制，使用和消耗的材料較貴妨谦，故它適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜巡雄、精度要求高、或很難進(jìn)行其它加工的小型零件显而，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等2熔模的制造

　　熔模鑄造生產(chǎn)的第一個(gè)工序就是制造熔模夹宏，熔模是用來(lái)形成耐火型殼中型腔的模型，所以要獲得尺寸精度和表面光潔度高的鑄件楷芝，首先熔模本身就應(yīng)該具有高的尺寸精度和表面光潔度檩耕。此外熔模本身的性能還應(yīng)盡可能使隨后的制型殼等工序簡(jiǎn)單易行。為得到上述高質(zhì)量要求的熔模裕砖，除了應(yīng)有好的壓型(壓制熔模的模具)外蜒鸣，還必須選擇合適的制模材料(簡(jiǎn)稱模料)和合理的制模工藝。

　　2.1模料制模材料的性能不單應(yīng)保證方便地制得尺寸精確和表面光潔度高鸵隧，強(qiáng)度好绸罗，重量輕的熔模，它還應(yīng)為型殼的制造和獲得良好鑄件創(chuàng)造條件豆瘫。模料一般用蠟料珊蟀、天然樹(shù)脂和塑料(合成樹(shù)脂)配制。凡主要用蠟料配制的模料稱為蠟基模料外驱，它們的熔點(diǎn)較低育灸，為60～700C；凡主要用天然樹(shù)脂配制的模料稱為樹(shù)脂基模料昵宇，熔點(diǎn)稍高描扯，約70～1200C. 2.2模料的配制及回收1)模料的配制配制模料的目的是將組成模料的各種原材料混合成均勻的一體定页，并使模料的狀態(tài)符合壓制熔模的要求。

　　配制時(shí)主要用加熱的方法使各種原材料熔化混合成一體绽诚，而后在冷卻情況下典徊，將模料劇烈攪拌，使模料成為糊膏狀態(tài)供壓制熔模用恩够。有時(shí)也有將模料熔化為液體直接澆注熔模的情況卒落。

　　2)模料的回收。

　　使用樹(shù)脂基模料時(shí)檬撒，由于對(duì)熔模的質(zhì)量要求高顺丸，大多用新材料配制模料壓制鑄件的熔模。而脫模后回收的模料促军，在重熔過(guò)濾后用來(lái)制作澆冒口系統(tǒng)的熔模短即。

　　使用蠟基模料時(shí)，脫模后所得的模料可以回收等灾，再用來(lái)制造新的熔模宜抓。可是在循環(huán)使用時(shí)莫金，模料的性能會(huì)變壞矫第，脆性增大，灰分增多洽咬，流動(dòng)性下降浑擎，收縮率增加，顏色由白變褐橙围，這些主要與模料中硬脂酸的變質(zhì)有關(guān)沼死。因此，為了盡可能地恢復(fù)舊模料的原有性能崔赌，就要從舊模料中除去皂鹽意蛀，常用的方法有鹽酸(硫酸)處理法，活性白土處理法和電解回收法峰鄙。

　　2.3熔模和模組的制造1)熔模的制造生產(chǎn)中大多采用壓力把糊狀模料壓入壓型的方法制造熔模浸间。壓制熔之前太雨，需先在壓型表面涂薄層分型劑吟榴，以便從壓型中取出熔模。壓制蠟基模料時(shí)囊扳，分型劑可為機(jī)油吩翻、松節(jié)油等；壓制樹(shù)脂基模料時(shí)锥咸，常用麻油和酒精的混合液或硅油作分型劑狭瞎。分型劑層越薄越好细移，使熔模能更好地復(fù)制壓型的表面，提高熔模的表面光潔度熊锭。壓制熔模的方法有三種弧轧，柱塞加壓法、氣壓法和活塞加壓法俯态。

　　2)熔模的組裝熔模的組裝是把形成鑄件的熔模和形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組合在一起跃览，主要有兩種方法：1.焊接法用薄片狀的烙鐵，將熔模的連接部位熔化玻桶，使熔模焊在一起昧挚。此法較普遍。

　　2.機(jī)械組裝法在大量生產(chǎn)小型熔模鑄件時(shí)假盼，國(guó)外已廣泛采有機(jī)械組裝法組合模組肢糜，采用此種模組可使模組組合和效率大大提高，工作條件也得到了改善惋探。

　　3型殼的制造

　　熔模鑄造的鑄型可分為實(shí)體型和多層型殼兩種秃停，目前普遍采用的是多型殼。

　　將模組浸涂耐火涂料后忍症，撒上料狀耐火材料蔑枣，再經(jīng)干燥、硬化稽及，如此反復(fù)多次仿吞，使耐火涂掛層達(dá)到需要的厚度為止，這樣便在模組上形成了多層型殼捡偏，通常將近其停放一段時(shí)間唤冈，使其充分硬化，然后熔失模組银伟，便得到多層型殼你虹。

　　多層殼有的需要裝箱填砂；有的則不需要彤避，經(jīng)過(guò)焙燒后就可直接進(jìn)行澆注傅物。

　　在熔失熔模時(shí)，型殼會(huì)受到體積正在增大的熔融模料的壓力琉预；在焙燒和注時(shí)董饰，型殼各部分會(huì)產(chǎn)生相互牽制而又不均的膨脹的收縮，因此圆米，金屬還可能與型殼材料發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)卒暂。所以對(duì)型殼便有一定的性能要求，如小的膨脹率和收縮率娄帖；高的機(jī)械強(qiáng)度乏根、抗熱震性卜判、而火度和高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性；型殼還應(yīng)有一定的透氣性俄躺，以便澆注時(shí)型殼內(nèi)的氣體能順利外逸众攻。這些都與制造型殼時(shí)所采用的耐火材料、粘結(jié)劑以及工藝有關(guān)亲沃。

　　3.1制造型殼用的材料制造型殼用的材料可分為兩種類(lèi)型痒仆，一種是用來(lái)直接形成型殼的，如耐火材料秋胚、粘結(jié)劑等豪服；另一類(lèi)是為了獲得優(yōu)質(zhì)的型殼，簡(jiǎn)化操作弊刁、改善工藝用的材料吁巫，如熔劑、硬化劑鞋族、表面活性劑等龟夜。

　　1)耐火材料目前熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉，以及硅酸鋁耐火材料芹助，如耐火粘土堂湖、鋁釩土、焦寶石等状土。有時(shí)也用鋯英石无蜂、鎂砂(MgO)等。

　　2)粘結(jié)劑在熔模鑄造中用得最普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液(簡(jiǎn)稱硅酸溶膠)蒙谓，如硅酸乙酯水解液斥季、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸(H2SiO3)和溶劑累驮，有時(shí)也有穩(wěn)定劑酣倾，如硅溶膠中的NaOH.硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得最早、最普遍的粘結(jié)劑谤专；水玻璃殼型易變形躁锡、開(kāi)裂，用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差置侍。但在我國(guó)映之，當(dāng)生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時(shí)，水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)凳渗；硅溶膠的穩(wěn)定性好秽擦，可長(zhǎng)期存放裹依，制型殼時(shí)不需專(zhuān)門(mén)的硬化劑呢呕，但硅溶膠對(duì)熔模的潤(rùn)濕稍差资汛，型殼硬化過(guò)程是一個(gè)干燥過(guò)程，需時(shí)較長(zhǎng)框碾。

　　3.2制殼工藝制殼過(guò)程中的主要工序和工藝為：1)模組的除油和脫脂在采用蠟基模料制熔模時(shí)呼雨，為了提高涂料潤(rùn)濕模組表面的能力，需將模組表面的油污去除掉馋首。

　　2)在模組上涂掛涂料和撒砂涂掛涂料以前凑魔，應(yīng)先把涂料攪拌均勻，盡可能減少涂料桶中耐火材料的沉淀鳞皂，調(diào)整好涂料的粘度或比重壶碴，以使涂料能很好地充填和潤(rùn)濕熔模，掛涂料時(shí)愧增，把模組浸泡在涂料中撼予，左右上下晃動(dòng)，使涂料能很好潤(rùn)濕熔模悟民，均勻覆蓋模組表面坝辫。涂料涂好后，即可進(jìn)行撒吵射亏。

　　3)型殼干燥和硬化每涂復(fù)好一層型殼以后近忙，就要對(duì)它進(jìn)行干燥和硬化，使涂料中的粘結(jié)劑由溶膠向凍膠智润、凝膠轉(zhuǎn)變及舍，把耐火材料連在一起。

　　4)自型殼中熔失熔模型殼完全硬化后窟绷，需從型殼中熔去模組击纬，因模組常用蠟基模料制成，所以也把此工序稱為脫蠟钾麸。根據(jù)加熱方法的不同更振，有很多，脫蠟方法饭尝，用得較多的是熱水法和同壓蒸汽法肯腕。

　　5)焙燒型殼如需造型(填砂)澆注丛忆，在焙燒之前鬼雀，先將脫模后的型殼埋箱內(nèi)的砂粒之中，再裝爐焙燒阎员。如型殼高溫強(qiáng)度大幢堕，不需造型澆注践涧，則可把脫模后的型殼直接送入爐內(nèi)焙燒。焙燒時(shí)逐步增加爐溫，將型殼加熱至8000-10000C岩视，保溫一段時(shí)間苇硫，即可進(jìn)行澆注。

　　4熔模鑄件的澆注和清理

　　4.1熔模鑄件的澆注熔模鑄造時(shí)常用的澆注方法有：1)熱型重力澆注方法有以下幾種颓蛀。

　　這是用得最廣泛的一種澆注形式境薪，即型殼從焙燒爐中取出后，在高溫下進(jìn)行由澆注鹰坐。此時(shí)金屬在型殼中冷卻較慢好啸，能在流動(dòng)性較高的情況下充填鑄型，故鑄件能很好復(fù)制型腔的形狀迷啄，提高了鑄件的精度渊季。但鑄件在熱型中的緩慢冷卻會(huì)使晶粒粗大，這就降低了鑄件的機(jī)械性能罚渐。在澆注碳鋼鑄件時(shí)梭域，冷卻較慢的鑄件表面還易氧化和脫碳，從而降低了鑄件的表面硬度搅轿、光潔度和尺寸精度病涨。

　　2)真空吸氣澆注將型殼如圖3所示放在真空澆注箱中，通過(guò)型殼中的微小孔隙吸走型腔中的氣體璧坟，使液態(tài)金屬能更好地充填型腔既穆，復(fù)制型腔的形狀，提高鑄件精度雀鹃，防止氣孔幻工、澆不足的缺陷。該法已在國(guó)外應(yīng)用黎茎。

　　3)壓力下結(jié)晶將型殼放在壓力罐內(nèi)進(jìn)行澆注囊颅，結(jié)束后，立即封閉壓力罐傅瞻，向罐內(nèi)通入高壓空氣或惰性氣體刺勇，使鑄件在壓力下凝固，以增大鑄件的致密度迟摹。在國(guó)外最大壓力已達(dá)150atm. 4)定向結(jié)晶(定向凝固)

　　一些熔模鑄件如渦輪機(jī)葉片觅氢、磁鋼等，如果它們的結(jié)晶組織是按一定方向排列的柱狀晶跋章，它們的工作性能便可提高很多虐恋，所以熔模鑄造定向結(jié)晶技術(shù)正迅速地得到發(fā)展。

　　4.2熔模鑄件的清理熔模鑄件清理的內(nèi)容主要為：(1)從鑄件上清除型殼往姆；(2)自澆冒系統(tǒng)上取下鑄件馒符；(3)去除鑄件上所粘附的型殼耐火材料掰站；(4)鑄件熱處理后的清理，如除氧化皮淘砌、盡邊和切割澆口殘余等涧谓。

　　5熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)

　　如同一般鑄造工藝設(shè)計(jì)，熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)為：(1)分析鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性监征；(2)選擇合理的工藝方案，確定有關(guān)的鑄造工藝參數(shù)饵逐，在上述基礎(chǔ)上繪制鑄件圖括眠；(3)設(shè)計(jì)澆冒系統(tǒng)，確定模組結(jié)構(gòu)倍权。

　　在考慮上述三方面的問(wèn)題時(shí)掷豺，主要的依據(jù)仍是一般鑄造過(guò)程的基本原則，尤其在確定工藝方案薄声、工藝參數(shù)時(shí)(如鑄造圓角当船，撥模斜度、加工余量默辨、工藝筋等)德频，除了具體數(shù)據(jù)由于熔模鑄造的工藝特點(diǎn)稍有不同之外，而設(shè)計(jì)原則與砂型鑄造完全相同缩幸。

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