熔模铸造是指利用易熔材料(例如蜡)制成模型,并在模型表面黏结一定厚度的耐火材料,然后加热将模型熔失,再将金属液充满型腔的一种铸造方法。这种铸造方法比砂型铸造所获得的铸件尺寸精度和表面质量高,因此又称为熔模精密铸造。

1.熔模铸造的工艺过程

工艺过程如图3-14所示。主要工序包括蜡模制造、制壳、脱蜡、焙烧和浇注等。

制造蜡模的材料有石蜡、松香、硬脂酸等。用来制造蜡模的专用模具称为压型。压型通常用钢、铜或铝经切削加工制成。通常将蜡料熔化成糊状,在一定压力下压入压型中,保压一段时间,待蜡料冷却凝固后便可从压型中取出蜡模。对于一些复杂的内腔,可用预制的易溶陶瓷等制成形芯,置于压型中压制蜡模。压制好的蜡模需要放在特制的浇口棒上。对于尺寸较小的铸件,为提高生产率和降低成本,通常将若干个蜡模焊在一个浇口棒上构成蜡模模组。

在蜡模模组上涂挂上耐火材料,以制成具有一定强度的耐火材料型壳的过程称为制壳。制壳要经过浸挂涂料、洒砂、硬化、干燥等工序。为了使型壳具有较高的强度,制壳过程要重复进行4～6次,最后制成5～12mm厚的耐火型壳。

将带有蜡模模组的型壳加热使其中的蜡熔化及流出的工序为脱蜡。一般在水或蒸汽釜内脱蜡。熔点高的蜡料通常用蒸汽脱蜡,熔点低的蜡料用80～90℃的热水脱蜡。脱蜡后需将型壳放入电炉中加热干燥。

型壳高温焙烧的目的是进一步除去残余的蜡料、提高型壳的温度以改善浇注时合金的充型能力。高温焙烧的型壳从高温炉中取出后立即浇注。要求高的铸件可以在真空炉中浇注。浇注完成后,待金属液冷却凝固后敲碎型壳,即可获得铸件。(www.daowen.com)

图3-14　熔模铸造的工艺过程

2.熔模铸造的特点和适用范围

(1)可获得尺寸精度高、表面光洁的铸件。由于采用精确的压型压制蜡模,蜡模修型后无分型面,不存在起模下芯等尺寸误差问题,铸件无披缝。故铸件的尺寸精度很高,表面粗糙度Ra可达1.6～12.5mm,能实现少切削或无切削铸造。

(2)可铸造出形状复杂的铸件。只要能够制造出压型模具,就能够制造蜡模和型壳。模具可以分块组合,并配以陶瓷型芯,可使铸件的外形和内腔的复杂程度增加。型壳在高温下浇注使金属具有良好的充型能力,因此,可获得非常复杂的薄壁铸件。

(3)不受铸造合金种类的限制。由于型壳材料的耐热性好,所以适于各种铸造合金,尤其是合金钢等高熔点合金。