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特种铸造之熔模铸造

2024-04-01 行业新闻

  1.1.3 熔模的制造 生产中大多采取了压力把糊状模料压入压型的方法 制造熔模。压制熔之前,需先在压型表面涂薄层分 型剂,以便从压型中取出熔模。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, 常用 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。压制熔模的方法有三种,柱 塞加压法、气压法和活塞加压法。

  2)模料的回收。 使用树脂基模料时,由于对熔模的质量发展要求高,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。 使用蜡基模料时,脱模后所得的模料能回收,再 用来制造新的熔模。可是在循环使用时,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,这些主要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,常用的方法有盐酸(硫酸) 处理法,活性白土处理法和电解回收法。

  战国的青铜尊盘, 1978年随县曾侯乙 墓出土,酒器,尊 盘口沿的镂空附饰 采用熔模铸造工艺 制成。

  曾侯乙墓尊盘底座为多条相互缠绕的龙,首尾相连,上下交错,形成中间 镂空的多层云纹状图案。这些图案用普通精密铸造工艺很难制造出来,而用失 蜡法精密铸造工艺,可通过石蜡没有强度、易于雕刻的特点,用普通工具就 可以雕刻出与所要得到的曾侯乙墓尊盘一样的石蜡材质的工艺品,然后再附加 浇注系统,涂料、脱蜡、浇注,就能够获得精美的曾侯乙墓尊盘。

  熔模铸造生产中的第一道工序就是制造熔模。  型壳内表面十分光滑,尺寸精确的型腔是由熔模形成的,

  因此熔模本身必须有高的尺寸精度和细的表面粗糙度。 熔模材料本身还要满足随后型壳制造工艺的一系列要求。  熔模是在压型(制造熔模的模具)中形成的,熔模材 料(简称模料)还需适用于制造熔模的工艺。

  熔模的组装是把形成铸件的熔模和形成浇冒口系 统的熔模组合在一起,主要有两种方法: 1、焊接法 用薄片状的烙铁,将熔模的连接部位 熔化,使熔模焊在一起。此法较普遍。 2.机械组装法 在大量生产小型熔模铸件时,国 外已广泛采有机械组装法组合模组,采用此种模组 可使模组组合和效率大幅度的提升,工作条件也得到了 改善。

  在我国古代金属加工工艺中,铸造占着突出的地 位,具有广泛的社会影响,像“模范”、“陶冶”、 “熔铸”、“就范”等习语,就是沿用了铸造业的术 语。劳动人民通过世代相传的长期生产实践,创造了 具有我国民族特色的传统铸造工艺。其中特别是泥范、 铁范和熔模铸造最重要,称古代三大铸造技术。

  ——熔模铸造通常是在可熔模样的表面涂覆多层耐火材料,待其氧 化干燥后,加热将其中模样熔去,而获得具有与模样形状相应空腔 的型壳,再经过焙烧,然后在型壳温度很高的情况下进行浇注,从 而获得铸件的一种方法。

  我国于20世纪五六十年代开始将熔模精密铸造应用于工业生产。与国外 相比,国内熔模精密铸造工业生产较早,但模料精密铸造蜡的开发相对滞后。 90年代以前,我国熔模制造厂大都采用石蜡硬脂酸模料、水玻璃型壳 工艺,生产质量发展要求不高的熔模铸件。2006年前,全国该类精铸厂约有 1350家,年产15万吨铸件,消耗以石蜡硬脂酸为主要组分的精密铸造蜡约 3750吨。 2007年国内部分地区精密铸造蜡用量如下。 ◎西北地区:宁夏、西安地区低温精密铸造蜡用量约500~800吨/年, 中温精密铸造蜡100~200吨/年。其中,宁夏吴忠仪表厂和西安航空发动机 有限公司低温精密铸造蜡自己调制,中温精密铸造蜡主要靠进口。 ◎华东地区:低温精密铸造蜡市场用量较大,在1000~2000吨/年左右 ,中温精密铸造蜡用量约100~300吨/年,主要为国外加工铸件,铸造蜡以 台湾地区较多。 ◎中原地区:熔模精密铸造企业较少,以低温精密铸造蜡为主,大多为 自调产品,洛阳第一拖拉机厂用量100多吨/年。 加上其它地区,精密铸造蜡国内市场容量达到5000吨/年。

  19世纪末期,牙科用熔模铸造工艺,结合离心浇注技术生产牙科 铸件。20世纪初为生产出更粗密的牙科件,人们开始研究影响蜡模和 型壳尺寸稳定性的因素,以及一些金属和合金的凝固收缩性能,20世 纪30年代初调整了熔模使用的材料。从1900年到1940年这方面的专利 就多达400件以上。珠宝首饰行业也广泛采用熔模铸造技术。

  如美国熔模铸造厂每次使用的模料均是模料厂生产的新模料。熔 模铸造厂不对使用过的模料回收处理,回收的模料送到模料专业生产 厂统一处理。由于模料厂出厂的模料质量较高且均一,保障了熔模铸 造厂蜡模的尺寸精度和表面上的质量,蜡的灰分和杂质也得到了控制。国 外通常有专业公司,汇集有关技术专业生产熔模铸造模料。所生产的 模料具有稳定性高、收缩率低、表面光洁、强度高、成型性好并针对 不同的零件生产不同性能的模料。 国外所生产的模料种类有加填料模料和非加填料模料,并细分为模 型用蜡、修补蜡、可乳化蜡、浇口用蜡、嵌封用蜡的粘结蜡等。

  1) 模料的配制 配制模料的目的是将组成模料的各种原材料混合成 均匀的一体,并使模料的状态符合压制熔模的要求。 配制时主要用加热的 方法使各种原材料熔化混 合成一体,而后在冷却情 况下,将模料剧烈搅拌, 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 模的情况。

  泥范铸造 我国自新石器晚期,就进入铜石并用时代。河北唐山等地出 土的早期铜器,有锻打成形的,也有熔铸成形的,说明范铸技术在我国源 远流长,很早就发展起来。 熔模铸造 传统的熔模铸造一般称失蜡、出蜡或捏蜡、拨蜡。它和用来 制造汽轮机叶片、铣刀等精密铸件的现代熔模铸造,无论在所用蜡料、制 模、造型材料、工艺方法等方面,都有很大不同。但是,它们的工艺原理 是一致的,并且现代的熔模铸造是从传统的熔模铸造发展而来的。

  熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种 目前普遍采用的是多型壳。 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,这样便在模组上形成了多层型壳,通 常将近其停放一段时间,使其充分硬化,然后熔失模 组,便得到多层型壳。

  熔模铸造用蜡品种主要有低温模料、中温模料和高温模料,目前主 要使用的模料是低温模料和中温模料。我国进口的模料也主要是中温模 料。 近年来,我国引进了许多现代化的熔模精铸设备和高质量的模料, 而且随着与海外的往来与日俱增,进口模料品种、规格日益增多。由此 可见,我国模料的生产面临着改进模料产品质量和扩大模料品种等艰巨 任务与挑战。 我国大部分熔模铸造厂使用的模料是熔模铸造厂自制的石蜡——硬 脂酸低温模料。 □质量低、成本高 □极度影响铸件质量的提高 □所生产的铸件在国际市场上竞争力小 然而,我国许多熔模铸造生产厂希望生产的铸件用于出口。铸件 要出口,就要提高铸件产品质量: ■需要先进的熔模铸造设备 熔模铸造的 ■需要高质量的模料 关键技术

  近几年来,我国许多单位研制成功了许多系列模料且产品质量 较高。我国北京正大德技术开发中心研制生产了WMⅡ系列模料。该 系列模料品种多,可提供用于不同制壳材料、不同脱蜡温度、不同 尺寸形状的模料,可用于替代进口产品。上海市金山模料厂生产WM 系列模料,十余个品种,年产量约200吨。沈阳铸造研究所研制生产 F-01等中温模料和填料模料。另外,沈阳风动工具厂、北京油泵油 嘴厂、太原晋西机械厂和成都化工所也生产质量较高的蜡基中温模 料。 国外熔模铸造用蜡的生产品种主要有美国生产的CL-162系列和 Master系列模料、英国Dussek Campbell公司生产的Castylene系列 模料、日本生产的K系列模料(如K512)和前苏联生产的P-3模料等。

  制模材料的性能不单应保证方便地制得尺寸精确和表面光洁度高,强 度好,重量轻的熔模,它还应为型壳的制造和获得良好铸件创造条件。 模料一般用蜡料、天然树脂和塑料(合成树脂)配制。凡主要用蜡料配 制的模料称为蜡基模料,它们的熔点较低,为60~700C;凡主要用天然 树脂配制的模料称为树脂基模料,熔点稍高,约70~1200C。

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