熔模精密铸造 精密热加工教学课件.ppt

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1、第一章熔模精密铸造熔模精密铸造特点及工艺过程铸件工艺设计及工装设计模样材料及熔模的制造壳型材料及壳型工艺熔模铸造型芯熔模铸件的浇注一、熔模精密铸造特点及工艺过程1、定义熔模精密铸造——简称“熔模铸造”。Net-shapeinvestmentcasting采用熔模材料（通常为低熔点的材料如蜡料）制成熔模样件并组成模组，然后在模组表面上涂料（耐火材料），待干燥固化后，将模组加热熔出模料形成中空型壳，经高温烧结后浇注金属液体，清理后得到铸件。由于熔模材料通常为蜡基材料，因此又称“失蜡铸造”。工艺流程压型制造熔模样件制造组装模组型壳制造、脱蜡、焙烧填砂、浇注熔模铸造的历

2、史熔模铸造的历史可以追溯到4000多年前，最早发源的国家有埃及、中国和印度，然后传到非洲和欧洲其它国家。在古代熔模铸造主要是用来做一些艺术品和装饰品；19世纪末期，牙医用熔模铸造工艺，结合离心浇注技术生产牙科铸件；20世纪30年代珠宝行业也采用这项技术，美国用来生产喷气涡轮航空发动机叶片；后来逐渐开始发展成为一项工业技术。熔模铸造的历史我国的失蜡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代的铜禁是迄今所知的最早的失蜡法铸件。春秋中期我国的失蜡法已经比较成熟。战国、秦汉以后，失蜡法更为流行，尤其是隋唐至明、清期间，铸造青铜器采用的多是失蜡法。熔模铸造的

3、历史但是我国熔模铸造业是20世纪50年代末才开始建立，起步较晚。1988年后，随着改革开放的深入，引进外资给熔模铸造业带来显著变化，近20年我国熔模铸造业产量与产值迅速提高，出口逐年增长。戒指树熔模铸造典型产品应用实例艺术人头像航空发动机叶片2、熔模精密铸造的工艺流程主要包括制作蜡模、壳型制造、壳型焙烧与浇注等。制作蜡模将糊状蜡料(常用的低熔点蜡基模料为50%石蜡加50%硬脂酸)用压蜡机压入模型，凝固后取出，得到蜡模。在铸造小型零件时，常将很多蜡模粘在蜡质的浇注系统上组成蜡模组。制作型壳将蜡模组浸入涂料（石英粉加水玻璃粘结剂）中，取出后在上面撒一层硅砂，再放入硬

4、化剂（如氯化铵溶液）中进行硬化。反复进行挂涂料、撒砂、硬化4～10次，这样就在蜡模组表面形成由多层耐火材料构成的坚硬型壳。然后将带有蜡模组的型壳放入80～90℃的热水或蒸汽中，使蜡模熔化并从浇注系统流出，于是就得到一个没有分型面的型壳。再经过烘干，以去除水分及残蜡并使型壳强度进一步提高。壳型焙烧、浇注将型壳放入砂箱，四周填入干砂捣实，再装炉焙烧(800～1000℃)。将型壳从炉中取出后，趁热(600～700℃)进行浇注。冷却凝固后清除型壳，便得到一组带有浇注系统的铸件，再经清理、检验就可得到合格的熔模铸件。3、熔模铸造的优点：1）熔模铸件尺寸精度高（CT4-CT

5、6）；表面粗糙度低由于采用的蜡模尺寸精确、表面光洁，因此获得的熔模铸件尺寸精度高（CT4-CT6）；表面粗糙度低（Ra1.6-6.3μm）。减少了铸件的切削加工余量。2)适合于铸造某些形状、结构复杂的铸件模型熔失后的铸型无分型面，无需通常的起模、下芯、合型等工序，可以铸造出薄壁铸件（铸钢件最小壁厚可达0.3mm）、铸出孔最小直径达1mm以下，重量小至1g的铸件以及传统砂型铸造、锻压、切削加工等方法等难以制造出的形状复杂的铸件，如叶轮、空心叶片等。且加工余量小，显著提高了金属材料的利用率。3）合金材料不受限制。采用的壳型耐火度高，因此适用于制造各种合金如碳钢、合金

6、钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金及镍基高温合金等铸件。4）宜于保证铸件内部质量。铸件采用强度较高、表面光滑的型壳作为与液体金属直接接触的型腔，因此，不易产生掉砂现象减少，宜于保证铸件内部质量。5）适合于大、小批量生产。大批量生产一般采用金属压型，模具成本低、寿命高。小批量生产时了可采用价格低廉的石膏压型。是一种近净成形工艺4、熔模铸造也存在一定缺点，主要有:l)熔模铸造工艺过程复杂、工序多，影响铸件质量的工艺因素多，必须严格控制各种原材料及各项工艺操作才能够稳定生产。2)铸件不易过大，以免影响尺寸精度。3)生产周期较长。4)铸件冷却速度慢，容易引起铸件晶粒粗大

7、，碳钢铸件还容易形成表面脱层。随着技术的发展，熔模铸造的缺点得到不断改进。自从四十年代后期，采用多层型壳，使生产周期缩短，材料消耗减少，生产成本降低。陶瓷型芯以及可溶型芯的采用，又有利于使熔模铸件的形状更加不受限制。新的模料、耐火材料、黏结剂的研制和发展；真空熔模技术、表面孕育细化技术、定向结晶、热等静压及先进检测技术的采用，更有利于进一步提高和保证精密铸件的质量，扩大它的应用范围。热等静压处理前后铸件断面照片5、熔模铸件尺寸公差及表面粗糙度1）尺寸公差及其影响因素熔模铸件一般尺寸精度达CT4~6级，高精度可达CT3铸件尺寸公差与铸件基本尺寸有关，与铸造方法有关

8、。影响熔模铸件尺寸公差的