失蜡法铸造.docx

失蜡法铸造熔模铸造又称失腊法失腊法是用腊制作所要铸成器物的模型， 然后在腊模上涂以泥浆，这确实是泥模泥模晾干后，在焙烧成 陶模一经焙烧，腊模全数熔化流失，只剩陶模一样制泥模时 就留下了浇注口，再从浇注口灌入铜液，冷却后，所需的器物就 制成了我国的失腊法至迟起源于春秋时期河南淅川下寺2号楚墓出土的春秋时 期的铜禁是迄今所知的最先的失腊法铸件此铜禁四边及侧面均饰透雕云纹， 周围有十二个立雕伏兽，体下共有十个立雕状的兽足透雕纹饰繁复多变，外 形富丽而庄重，反映出春秋中期我国的失腊法已经比较成熟战国、秦汉以后， 失腊法更为流行，尤其是隋唐至明、清期间，铸造青铜器采纳的多是失腊法失腊法一样用于制作小型铸件用这种方式铸出的铜器既无范痕，又无垫 片的痕迹，用它铸造镂空的器物更佳中国传统的熔模铸造技术对世界的冶金 进展有专门大的阻碍现代工业的熔模周密铸造，确实是从传统的失腊法进展 而来的尽管不管在所用腊料、制模、造型材料、工艺方式等方面，它们都有 专门大的不同，可是它们的工艺原理是一致的四十年代中期，美国工程师奥 斯汀创建以他命名的现代熔模周密铸造技术时，曾从中国传统失蜡法取得启发 1955年奥斯汀实验室提出初创失蜡法的呈请，日本学者鹿取一男依照中国和 日本历史上利用失蜡法的事实表示异议，最后取得了胜诉。

概述】熔模铸造又称〃失蜡铸造〃，一般是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬 化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再通过焙烧，然后进行浇注，而取 得铸件的一种方式，由于取得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又 称〃熔模周密铸造〃可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热 合金、不锈钢、周密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和 球墨铸铁等熔模铸件的形状一样都比较复杂，铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm， 铸件的最小壁厚为0.3mm在生产中可将一些原先由几个零件组合而成的部件， 通过改变零件的结构，设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出，以节省加工 工时和金属材料的消耗，使零件结构更为合理熔模铸件的重量大多为零点几十牛（即几十克到几千克），过重的铸件用熔 模铸造法生产较为麻烦，但目前生产大的熔模铸件的重量已达800牛左右熔模铸造工艺进程较复杂，且不易操纵，利用和消耗的材料较贵，故它适 用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发 动机的叶片等熔模的制造】熔模铸造生产的第一个工序确实是制造熔模，熔模是用来形成耐火型壳中 型腔的模型，因此要取得尺寸精度和表面光洁度高的铸件，第一熔模本身就应 该具有高的尺寸精度和表面光洁度。

另外熔模本身的性能还应尽可能使随后的 制型壳等工序简单易行为取得上述高质量要求的熔模，除应有好的压型（压 制熔模的模具）外，还必需选择适合的制模材料（简称模料）和合理的制模工艺模料制模材料的性能不单应保证方便地制得尺寸精准和表面光洁度高，强度好， 重量轻的熔模，它还应为型壳的制造和取得良好铸件制造条件模料一样用蜡 料、天然树脂和塑料（合成树脂）配制凡要紧用蜡料配制的模料称为蜡基模料， 它们的熔点较低，为60〜700C;凡要紧用天然树脂配制的模料称为树脂基模料， 熔点稍高，约70~1200C模料的配制及回收配制模料的目的是将组成模料的各类原材料混合成均匀的一体，并使模料 的状态符合压制熔模的要求配制时要紧用加热的方式使各类原材料熔化混合成一体，而后在冷却情形 下，将模料猛烈搅拌，使模料成为糊膏状态供压制熔模用有时也有将模料熔 化为液体直接浇注熔模的情形2.模料的回收利用树脂基模料时，由于对熔模的质量要求高，大多用新材料配制模料压 制铸件的熔模而脱模后回收的模料，在重熔过滤后用来制作浇冒口系统的熔 模利用蜡基模料时，脱模后所得的模料能够回收，再用来制造新的熔模可 是在循环利历时，模料的性能会变坏，脆性增大，灰分增多，流动性下降，收 缩率增加，颜色由白变褐，这些要紧与模料中硬脂酸的变质有关。

因此，为了 尽可能地恢复旧模料的原有性能，就要从旧模料中除去皂盐，经常使用的方式 有盐酸（硫酸）处置法，活性白土处置法和电解回收法熔模和模组的制造生产中大多采纳压力把糊状模料压入压型的方式制造熔模压制熔之前， 需先在压型表面涂薄层分型剂，以便从压型中掏出熔模压制蜡基模料时，分 型剂可为机油、松节油等;压制树脂基模料时，经常使用麻油和酒精的混合液 或硅油作分型剂分型剂层越薄越好，使熔模能更好地复制压型的表面，提高 熔模的表面光洁度压制熔模的方式有三种，柱塞加压法、气压法和活塞加压 法熔模的组装是把形成铸件的熔模和形成浇冒口系统的熔模组合在一路，要 紧有两种方式：1） 焊接法用薄片状的烙铁，将熔模的连接部位熔化，使熔模焊在一路此法较普遍2） 机械组装法在大量生产小型熔模铸件时，国外已普遍采有机械组装法组合模组，采纳 此种模组可使模组组合和效率大大提高，工作条件也取得了改善型壳的制造】熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种，目前普遍采纳的是多型壳将模组浸涂耐火涂料后，撒上料状耐火材料，再经干燥、硬化，如此反复 多次，使耐火涂挂层达到需要的厚度为止，如此便在模组上形成了多层型壳， 通常快要其停放一段时刻，使其充分硬化，然后熔失模组，便取得多层型壳。

多层壳有的需要装箱填砂;有的那么不需要，通过焙烧后就可直接进行浇 注在熔失熔模时，型壳会受到体积正在增大的熔融模料的压力;在焙烧和注 时，型壳各部份会产生彼此牵制而又不均的膨胀的收缩，因此，金属还可能与 型壳材料发生高温化学反映因此对型壳便有必然的性能要求，如小的膨胀率 和收缩率;高的机械强度、抗热震性、而火度和高温下的化学稳固性;型壳还应 有必然的透气性，以便浇注时型壳内的气体能顺利外逸这些都与制造型壳时 所采纳的耐火材料、粘结剂和工艺有关制造型壳用的材料制造型壳用的材料可分为两种类型，一种是用来直接形成型壳的，如耐火 材料、粘结剂等;另一类是为了取得优质的型壳，简化操作、改善工艺用的材 料，如熔剂、硬化剂、表面活性剂等目前熔模铸造中所用的耐火材料要紧为石英和刚玉，和硅酸铝耐火材料， 如耐火粘土、铝钒土、焦宝石等有时也用锆英石、镁砂(MgO)等在熔模铸造顶用得最普遍的粘结剂是硅酸胶体溶液(简称硅酸溶胶)，如硅 酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶胶等组成它们的物质要紧为硅酸(H2SiO3)和溶 剂，有时也有稳固剂，如硅溶胶中的NaOH硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯经水解后所得的硅酸溶胶模铸造顶用得最先、 最普遍的粘结剂;水玻璃壳型易变形、开裂，用它浇注的铸件尺寸精度和表面 光洁度都较差。

但在我国，当生产精度要求较的碳素钢铸件和熔点较低的有色 合金铸件时，水玻璃仍被普遍应用于生产;硅溶胶的稳固性好，可长期寄存， 制型壳时不需专门的硬化剂，但硅溶胶对熔模的润湿稍差，型壳硬化进程是一 个干燥进程，需时较长制壳工艺制壳进程中的要紧工序和工艺为：在采纳蜡基模料制熔模时，为了提高涂料润湿模组表面的能力，需将模组 表面的油污去除掉涂挂涂料以前，应先把涂料搅拌均匀，尽可能减少涂料桶中耐火材料的沉淀, 调整好涂料的粘度或比重，以使涂料能专门好地充填和润湿熔模，挂涂料时， 把模组浸泡在涂料中，左右上下晃动，使涂料能专门好润湿熔模，均匀覆盖模组 表面涂料涂好后，即可进行撒吵每涂复好一层型壳以后，就要对它进行干燥和硬化，使涂料中的粘结剂由 溶胶向冻胶、凝胶转变，把耐火材料连在一路型壳完全硬化后，需从型壳中熔去模组，因模组经常使用蜡基模料制成， 因此也把此工序称为脱蜡依照加热方式的不同，有很多，脱蜡方式，用得较 多的是热水法和同压蒸汽法如需造型（填砂）浇注，在焙烧之前，先将脱模后的型壳埋箱内的砂粒当中， 再装炉焙烧如型壳高温强度大，不需造型浇注，那么可把脱模后的型壳直接 送入炉内焙烧焙烧时慢慢增加炉温，将型壳加热至8000-10000C，保温一段 时刻，即可进行浇注。

熔模铸件的浇注和清理】熔模铸件的浇注熔模铸造时经常使用的浇注方式有：1.热型重力浇注方式有以下几种这是用得最普遍的一种浇注形式，即型壳从焙烧炉中掏出后，在高温下进 行由浇注现在金属在型壳中冷却较慢，能在流动性较高的情形下充填铸型， 故铸件能专门好复制型腔的形状，提高了铸件的精度但铸件在热型中的缓慢 冷却会使晶粒粗大，这就降低了铸件的机械性能在浇注碳钢铸件时，冷却较 慢的铸件表面还易氧化和脱碳，从而降低了铸件的表面硬度、光洁度和尺寸精 度将型壳放在真空浇注箱中，通过型壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体，使 液态金属能更好地充填型腔，复制型腔的形状，提高铸件精度，避免气孔、浇 不足的缺点该法已在国外应用将型壳放在压力罐内进行浇注，终止后，当即封锁压力罐，向罐内通入高 压空气或惰性气体，使铸件在压力下凝固，以增大铸件的致密度在国外最大 压力已达150atm4.定向结晶(定向凝固)一些熔模铸件如涡轮机叶片、磁钢等，若是它们的结晶组织是按必然方向 排列的柱状晶，它们的工作性能即可提高很多，因此熔模铸造定向结晶技术正 迅速地取得进展熔模铸件的清理熔模铸件清理的内容要紧为：(1) 从铸件上清除型壳；(2) 自浇冒系统上取下铸件；(3 )去除铸件上所粘附的型壳耐火材料；(4)铸件热处置后的清理，如除氧化皮、尽边和切割浇口残余等。

熔模铸造工艺设计】犹如一样铸造工艺设计，熔模铸造工艺设计的任务为:(1) 分析铸件结构的工艺性；(2) 选择合理的工艺方案，确信有关的铸造工艺参数，在上述基础上绘制 铸件图；(3) 设计浇冒系统，确信模组结构在考虑上述三方面的问题时，要紧的依据仍是一样铸造进程的大体原那么， 尤其在确信工艺方案、工艺参数时(如铸造圆角，拨模斜度、加工余量、工艺 筋等)，除具体数据由于熔模铸造的工艺特点稍有不同之外，而设计原那么与 砂型铸造完全相同特点】熔模铸件尺寸精度较高，一样可达CT4-6(砂型铸造为CT10〜13，压铸为 CT5〜7),固然由于熔模铸造的工艺进程复杂，阻碍铸件尺寸精度的因素较多， 例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却进程中的线量转变、合金的 收缩率和在凝固进程中铸件的变形等，因此一般熔模铸件的尺寸精度尽管较高， 但其一致性仍需提高(采纳中、高温蜡料的铸件尺寸一致性要提高很多)压制熔模时，采纳型腔表面光洁度高的压型，因此，熔模的表面光洁度也 比较高另外，型壳由耐高温的特殊粘结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂 在熔模上而制成，与熔融金属直接接触的型腔内表面光洁度高因此，熔模铸 件的表面光洁度比一样铸造件的高，一样可达Ra.1.6~3.2umo熔模铸造最大的优势确实是由于熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁 度，因此可减少机械加工工作，只是在零件上要求较高的部位留少量加工余量 即可，乃至某些铸件只留打磨、抛光余量，没必要机械加工即可利用。

由此可见，采纳熔模铸造方式可大量节省机床设备和加工工时，大幅度节约金属原材 料熔模铸造方式的另一优势是，它能够铸造各类合金的复杂的铸件，专门能 够铸造高温合金铸件如喷气式发动机的叶片，其流线型外廓与冷却用内腔， 用机械加工工艺几乎无法形成用熔模铸造工艺生产不仅能够做到批量生产， 保证了铸件的一致性，而且幸免了机械加工后残留刀纹的应力集中。