熔模鑄造是一種凈成形工藝,其所生產的鑄件精密接近于零件最后的形狀,可不經加工直接使用或經很少加工后使用。
模精鑄造是在古代失蠟鑄造的基礎上發展起來的,其歷史可以追溯到4000多年前,中國、埃及、印度是最早使用這一技術的國家。當時的勞動人民用這種技術鑄造了各種帶有精細花紋和文字圖案的鐘鼎及器皿等制品。
現代熔模鑄造方法在工業生產中得到實際應用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的發展,要求制造象葉片、葉輪、噴嘴、渦輪增壓器等形狀復雜,尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機械加工,零件形狀復雜,以致不能或難于用其它方法制造,熔模鑄造就成為該類合金成形的首選工藝方法。 經過對材料和工藝的不斷改進,現代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發展,其應用領域不斷拓展。除用于航空、軍工等領域外,幾乎應用于所有的工業領域,如汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、泵閥、電訊儀器、醫療器械以及刀具等,同時也廣泛應用于工藝美術品的制造。
熔模鑄造簡單說就是用易熔材料(例如蠟料或塑料)制成可熔性模型(簡稱熔模或模型),在其上涂覆若干層特制的耐火涂料,經過干燥和硬化形成一個整體型殼后,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,然后把型殼置于砂箱中,在其四周填充干砂造型,最后將鑄型放入焙燒爐中經過高溫焙燒(如采用高強度型殼時,可不必造型而將脫模后的型殼直接焙燒),鑄型或型殼經焙燒后,于其中澆注熔融金屬而得到鑄件。熔模鑄造有以下特點
1、產品尺寸精度高,表面粗糙度低
熔模鑄件尺寸精度最好可達到名義尺寸的5‰, 粗糙度可達Ra0.8-3.2μm. 從而大大減輕了后續機械加工的工作負擔。在近凈形甚至凈形情況下,機械加工幾乎全部被取消。
2、鑄件機械性能優越,綜合工藝成本低
由于該工藝本身的優越性和穩定性,鑄件的機械性能可以保持在較高的水平上。
熔模鑄造特別適合于結構形狀復雜的零件。合理設計的單一鑄件有時可以代替多個零件的組合裝配結構,可以省卻多道沖壓、鍛造、機械加工,焊接等傳統工藝。同時鑒于該工藝的強大靈活性,成型顯得容易,零部件的重量可以明顯減輕。可以明顯降低產品的綜合成本。
3、材質適應廣泛
熔模鑄造適合于大部分鑄造合金,包括各種鑄鐵、碳素鋼、低合金鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鎳合金、鈷合金、鈦合金、青銅、黃銅、鋁合金等。尤其適合難于鍛造、焊接、機械加工的材料。
4、優良的柔性生產性
熔模鑄造無需非常復雜的機械設備,模具種類和加工方案也靈活多樣。對于生產批量無要求,特別適于多品種,小批量的生產模式。
5、鑄件外表精細
熔模鑄造可以逼真地反映模具的形狀,故可以在鑄件表面鑄出精細的文字或圖案。可以提升產品的美觀性及藝術價值。