资讯详情
熔模铸造工艺过程与发展历史
2024-07-02
熔模铸造工艺过程与发展历史
熔模铸造作为一项材料近净成形技术，在高精度、复杂结构铸件，特别是高熔炼温度、高化学活性金属的成形中起着不可替代的作用。
水玻璃熔模铸造工艺从压制蜡模、组树、制型、脱蜡、焙烧，再浇注成铸件，工艺过程复杂且周期长，也正是这样的工艺过程，使熔模铸造具有了独特魅力。其特点包括以下方面。
(1)尺寸精度高
模样(蜡模)可以通过金属模具压制，并采用涂料形成光滑的型腔表面，直接熔出蜡模而最大限度减少了其他铸造工艺中取模和合型时的精度损失。
(2)铸件结构复杂
由蜡模直接赋予铸件形状，特别是陶瓷型芯的使用，使得复杂内腔得以实现。不用开型取模，避免了取模对复杂铸型的制约。采用热壳浇注，金属充型能力强，可以完成复杂铸型的浇注。
(3)适用合金广
可采用分层的型壳，从而有区别地在面层采用惰性强的材料，实现高活性金属的浇注，如钛合金。
(4)批量灵活
整体工艺属通用工艺，在具体铸件的生产中，蜡模的制造工艺多样，对于单件小批产品，采用如快速成形技术等，从而实现了单件小批铸件模样制造的经济化和快速反应。
在熔模铸造生产过程中影响铸件质量的主要因素可分为三类：原材料质量、设备和工装质量、工艺操作质量。
下面就对影响精密铸件质量的因素进行分析：
(1)原材料质量
主要指构成水玻璃熔模铸件生产过程的原材料，包括生产中使用的辅助材料，其质量受供应商水平的制约。
(2)设备工装质量
主要指水玻璃熔模铸造生产中的设备、辅助装置、模具的精度和状况。
(3)工艺操作质量
主要是指生产过程中的工艺流程和操作方法是否合理。
首先，由于在工艺操作中，操作人员的情绪、技术水平、质量意识等会对工艺操作质量产生影响，因此对人员要进行相应培训管理。
其次，工艺流程是否规范也会对工艺操作产生影响，这就需要进行相应的工艺实验，并对生产经验进行总结，归纳出合适的工艺规范。
最后，通过SPC处理分析可以为相应工艺操作提供统计数据，避免了人为控制带来的不确定性，使工艺操作严格按照工艺流程进行，从而保证工艺操作的质量。
制模材料的性能不仅应保证方便地制得尺寸精确、表面光洁度高、强度好。质量小的熔模，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。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。生产中，大多采用压力把糊状模料压入压型的方法制造熔模。
压制熔模之前，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。
制模材料常用50%的石蜡和50%的硬脂酸配制而成。这种蜡料的全熔温度为70°～90℃。为加速蜡料凝固，减少蜡料收缩，制模时蜡料是45°～48℃的糊状稠蜡，用0.2～0.4MPa压力压入制好的压型中成型。从压型中取出模型后放入14°～24℃的水中冷却，以防止变形。最好使室温保持在18°～28℃间，使蜡模具有足够的强度，并保持准确的尺寸和形状。
精密铸造的历史可以追溯到4000年前，最早发源的国家有埃及、中国和印度，然后才传到非洲和欧洲等其他国家。中国的失蜡铸造技术，根据考古和铸造工作者研究，至迟出现于春秋早、中期，即距今约2500年前就用它来铸造各种青铜器皿、钟鼎及艺术品。从古至今，中国留下了很多熔模铸件精品，如：春秋晚期的王子午鼎、铜禁，战国的曾侯乙尊、盘，汉代的铜错金博山炉、长信宫灯，隋朝的董钦造弥陀鎏金铜像，明代浑天仪、武当真武帝君像，清故宫太和门铜狮等。
现代水玻璃熔模铸造工艺是在20世纪初期开始形成，最初是牙科医生用熔模铸造方法浇注金银假牙齿。为了生产出更精密的牙科件，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，并在30年代初调整了熔模使用的材料。那时珠宝首饰行业也广泛采用水玻璃熔模铸造技术。
真正的规模发展是在第二次世界大战期间，由于国防、航空工业发展的需要，美、英等国首先采用熔模铸造方法，生产出了喷气涡轮发动机叶片等形状复杂、尺寸精确、表面质量要求很高且不易机械加工的铸件。
此后，熔模铸造工艺方法迅速地发展成为工业技术，进入航空、国防及机械制造工业部门，并迅速地应用到其它工业领域。
熔模铸造业发展非常迅速，而且使用范围很广。除了原先用于航空、兵器部门外，目前熔模铸造几乎应用到所有的工业部门，特别是电子、石油、化工、能源、体育、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、泵和阀等。当前熔模铸造正在向大型、复杂、精密、薄壁、整铸的方向发展。
随着科学技术的进步，熔模铸造生产已逐步实现了机械化、自动化，日本、英国等国家已成功地将熔模铸造工艺用来大规模生产低成本的汽车等民用零件，有效地降低了生产成本和缩短生产周期。这些都使熔模铸造的应用范围得以扩大，并且在与其它工艺竞争中处于较有利的地位，故熔模铸造的前景依然光明。
泊头市天晟精密铸钢机械厂（http://www.hbtsjm.com）主要生产：蜡模精密铸造,精密铸钢,铸钢件,蜡模,我厂已有多年模具设计制作经验，加工设备先进，技术力量雄厚，拥有先进的CNC加工中心、各种放电机床等精密加工设备和具有专业知识、经验丰富的模具开发、设计制作人员，熟练运用CAD、UG、PRO/E等软件为用户进行产品分析、设计及模具设计、制作。
熔模铸造作为一项材料近净成形技术，在高精度、复杂结构铸件，特别是高熔炼温度、高化学活性金属的成形中起着不可替代的作用。
水玻璃熔模铸造工艺从压制蜡模、组树、制型、脱蜡、焙烧，再浇注成铸件，工艺过程复杂且周期长，也正是这样的工艺过程，使熔模铸造具有了独特魅力。其特点包括以下方面。
(1)尺寸精度高
模样(蜡模)可以通过金属模具压制，并采用涂料形成光滑的型腔表面，直接熔出蜡模而最大限度减少了其他铸造工艺中取模和合型时的精度损失。
(2)铸件结构复杂
由蜡模直接赋予铸件形状，特别是陶瓷型芯的使用，使得复杂内腔得以实现。不用开型取模，避免了取模对复杂铸型的制约。采用热壳浇注，金属充型能力强，可以完成复杂铸型的浇注。
(3)适用合金广
可采用分层的型壳，从而有区别地在面层采用惰性强的材料，实现高活性金属的浇注，如钛合金。
(4)批量灵活
整体工艺属通用工艺，在具体铸件的生产中，蜡模的制造工艺多样，对于单件小批产品，采用如快速成形技术等，从而实现了单件小批铸件模样制造的经济化和快速反应。
在熔模铸造生产过程中影响铸件质量的主要因素可分为三类：原材料质量、设备和工装质量、工艺操作质量。
下面就对影响精密铸件质量的因素进行分析：
(1)原材料质量
主要指构成水玻璃熔模铸件生产过程的原材料，包括生产中使用的辅助材料，其质量受供应商水平的制约。
(2)设备工装质量
主要指水玻璃熔模铸造生产中的设备、辅助装置、模具的精度和状况。
(3)工艺操作质量
主要是指生产过程中的工艺流程和操作方法是否合理。
首先，由于在工艺操作中，操作人员的情绪、技术水平、质量意识等会对工艺操作质量产生影响，因此对人员要进行相应培训管理。
其次，工艺流程是否规范也会对工艺操作产生影响，这就需要进行相应的工艺实验，并对生产经验进行总结，归纳出合适的工艺规范。
最后，通过SPC处理分析可以为相应工艺操作提供统计数据，避免了人为控制带来的不确定性，使工艺操作严格按照工艺流程进行，从而保证工艺操作的质量。
制模材料的性能不仅应保证方便地制得尺寸精确、表面光洁度高、强度好。质量小的熔模，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。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。生产中，大多采用压力把糊状模料压入压型的方法制造熔模。
压制熔模之前，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。
制模材料常用50%的石蜡和50%的硬脂酸配制而成。这种蜡料的全熔温度为70°～90℃。为加速蜡料凝固，减少蜡料收缩，制模时蜡料是45°～48℃的糊状稠蜡，用0.2～0.4MPa压力压入制好的压型中成型。从压型中取出模型后放入14°～24℃的水中冷却，以防止变形。最好使室温保持在18°～28℃间，使蜡模具有足够的强度，并保持准确的尺寸和形状。
精密铸造的历史可以追溯到4000年前，最早发源的国家有埃及、中国和印度，然后才传到非洲和欧洲等其他国家。中国的失蜡铸造技术，根据考古和铸造工作者研究，至迟出现于春秋早、中期，即距今约2500年前就用它来铸造各种青铜器皿、钟鼎及艺术品。从古至今，中国留下了很多熔模铸件精品，如：春秋晚期的王子午鼎、铜禁，战国的曾侯乙尊、盘，汉代的铜错金博山炉、长信宫灯，隋朝的董钦造弥陀鎏金铜像，明代浑天仪、武当真武帝君像，清故宫太和门铜狮等。
现代水玻璃熔模铸造工艺是在20世纪初期开始形成，最初是牙科医生用熔模铸造方法浇注金银假牙齿。为了生产出更精密的牙科件，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，并在30年代初调整了熔模使用的材料。那时珠宝首饰行业也广泛采用水玻璃熔模铸造技术。
真正的规模发展是在第二次世界大战期间，由于国防、航空工业发展的需要，美、英等国首先采用熔模铸造方法，生产出了喷气涡轮发动机叶片等形状复杂、尺寸精确、表面质量要求很高且不易机械加工的铸件。
此后，熔模铸造工艺方法迅速地发展成为工业技术，进入航空、国防及机械制造工业部门，并迅速地应用到其它工业领域。
熔模铸造业发展非常迅速，而且使用范围很广。除了原先用于航空、兵器部门外，目前熔模铸造几乎应用到所有的工业部门，特别是电子、石油、化工、能源、体育、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、泵和阀等。当前熔模铸造正在向大型、复杂、精密、薄壁、整铸的方向发展。
随着科学技术的进步，熔模铸造生产已逐步实现了机械化、自动化，日本、英国等国家已成功地将熔模铸造工艺用来大规模生产低成本的汽车等民用零件，有效地降低了生产成本和缩短生产周期。这些都使熔模铸造的应用范围得以扩大，并且在与其它工艺竞争中处于较有利的地位，故熔模铸造的前景依然光明。
泊头市天晟精密铸钢机械厂（http://www.hbtsjm.com）主要生产：蜡模精密铸造,精密铸钢,铸钢件,蜡模,我厂已有多年模具设计制作经验，加工设备先进，技术力量雄厚，拥有先进的CNC加工中心、各种放电机床等精密加工设备和具有专业知识、经验丰富的模具开发、设计制作人员，熟练运用CAD、UG、PRO/E等软件为用户进行产品分析、设计及模具设计、制作。
免责声明：凡注明来源本网的所有作品，均为本网合法拥有版权或有权使用的作品，欢迎转载，
注明出处。非本网作品均来自互联网，转载目的在于传递更多信息，
并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
相关资讯
网站也是有底线的