基于冰模的熔模铸造.研究

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1、山东理工大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1．1熔模铸造的基本工艺过程及特点熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常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，再经过焙烧，然后进行浇注，获得铸件的一种方法，由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，故又称“熔模精密铸造，，【11。熔模铸造的工艺过程如图1．1。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、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。熔模铸件的形状一般都比较复杂

2、，铸件上可铸出孔的最小直径可达O．5舢【11，铸件的最小壁厚为O．3Illlll。在生产中可将一些原来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几十克到几千克，太重的铸件用熔模铸造法生产较为麻烦，但目前生产的大熔模铸件的重量已达1000kg左右。大型熔模铸件的生产技术是建立在制模、制壳、熔炼等工艺发展，以及优质材质、先进设备的基础上的。熔模铸造工艺过程较复杂，且不易控制，使用和消耗的

3、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。熔模铸造从产品看分两大类：军工、航空类产品和民用商品类产品。前者质量要求高，后者质量不如前者。随着冷战时代的结束，各国军工产品大幅减少，但民航、大型电站及工业蜗轮发动机的发展，使得军工、航空类产品所占比例变化不大。另外，随着各行业对铸件质量日益提高的质量要求，熔模铸造得到了更广泛的应用，几乎应用于所有工业部门，如电子、石油、化工、能源、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械等领域【2J。图1．2为部分熔模铸件的照片。内浇口

4、，r_1-●浇(a)压型(b)注螬(c)单个蜡模(d)蜡模组(e)结壳(f)脱蜡、焙烧(g)填砂、浇注图卜1熔模铸造工艺过程铸件图卜2熔模铸件照片熔模铸造工艺可以生产出精密复杂、接近于产品最后形状，可不加工或很少加工就可直接使用的金属零部件或精美工艺品，所以，它是一种近净成形的金属液态成形工艺。与其它铸造方法相比，熔模铸造具有以下特点【3’4J：(1)铸件尺寸精度高，表面粗糙度值低，可以实现少加工或无切削加工。(2)可以铸造薄壁件或重量很轻的铸件，特别适合铸造带有花纹、文字或沟槽类的铸件。(3)

5、能够铸造特别复杂的铸件，也能铸造壁厚为O．5mm、重量小至19的铸件，还可以铸造组合的整体的铸件，以代替几个零件的焊接或装配，并减轻零件重量。所以熔模铸造能最大限度地提高毛坯与零件之间的相似程度。(4)不受合金材料的限制，熔模铸造法可以铸造碳钢、合金钢、球墨铸铁、铜合金和铝合金铸件，还可以铸造高温合金、镁合金、钛合金等材料的铸件。对于难以2山东理工大学硕士学位论文第一苹绪论锻造、焊接和切削加工的合金材料，特别适宜于用精铸方法铸造，还可以提高金属材料的利用率，显著减少产品的成形表面和配合表面的加工

6、量，节省加工时刃具材料的消耗，大大提高了金属材料的利用率。(5)生产灵活性高、适应性强。熔模铸造既适用于大批量生产，也适用于小批量生产甚至单件生产。生产过程无需复杂的机械设备，工装模具可以采用多种材料和工艺方法制造，便于新产品研制。但是与其它铸造方法相比，熔模铸造在应用上还具有一定的局限性【3’5】：(1)铸件尺寸不能太大熔模铸造最适宜于铸造几克到几十千克的中、小型铸件。受制壳等多方面的因素，熔模铸造不能像砂型铸造那样，尺寸和重量几乎不受限制。(2)工艺过程复杂熔模铸造工序繁多，工艺过程复杂，生

7、产周期长，影响铸件质量的因素很多，生产中对材料和工艺的要求也比较严格。(3)铸件冷却速度慢熔模铸造铸件凝固和冷却速度较慢，结晶组织粗大。此外，碳钢件还容易产生表面脱碳。(4)制模材料昂贵，处理工艺复杂，脱蜡时由于蜡模的膨胀会使型壳出现微裂纹，降低型壳强度和铸件的尺寸精度。(5)部分制模材料和清洗剂含有有毒有害物质，污染环境，危害身体健康。1．2熔模铸造的发展状况1．2．1国内熔模铸造发展状况l们l中国是熔模铸造技术的发源地之一。据考证，在距今2500年前的春秋时期就已出现了失蜡铸造。1978年在

8、湖北随州出土的曾侯乙墓的尊和盘是早期失蜡铸造的代表作。中国大陆精铸行业虽然在20世纪50年代中期已经建立，并逐渐得到推广应用，但真正的飞速发展却是在20世纪90年代初至今的十多年间，特别是最近几年。目前，中国熔模铸造有两类水平的工艺，第一类企业采用中温模料制模和硅溶胶或硅酸乙酯粘结剂制壳的熔模铸造工艺，即国际通用的熔模铸造工艺。第二类为采用低温模料和水玻璃粘结剂制壳工艺，其铸件尺寸精度和表面粗糙度比第一类差，达不到国际熔模铸造水平。根据大陆的情况，还有采用中温或低温模料制模，表面层采用硅溶胶、加