熔模铸造介绍
熔模铸造(investment casting)是在可熔模样上包覆耐火材料制成型壳,加热熔出模样后型壳经高温焙烧成 o "铸型" 铸型,并以此来生产 o "铸件" 铸件的 o "铸造" 铸造方法。中国早在商代就已掌握了熔模铸造的工艺原理和技术。1978年湖北随县发掘出土的战国早期 o "曾侯乙尊盘" 曾侯乙尊盘就是用熔模法铸造的。现代熔模铸造工艺与古代相比已有很大不同。
1 历史
熔模铸造又称失腊法。失腊法是用腊制作所要铸成器物的模子,然后在腊模上涂以泥浆,这就是泥模。泥模晾干后,在焙烧成陶模。一经 o "焙烧" 焙烧,腊模全部熔化 o "流失" 流失,只剩 o "陶模" 陶模。一般制 o "泥模" 泥模时就留下了浇注口,再从浇注口灌入铜液,冷却后,所需的器物就制成了。
我国的失腊法至迟起源于 o "春秋时期" 春秋时期。 o "河南" 河南 o "淅川" 淅川下寺2号楚墓 o "出土" 出土的 o "春秋时代" 春秋时代的铜禁是迄今所知的最早的失腊法铸件。此铜禁四边及 o "侧面" 侧面均饰透雕 o "云纹" 云纹,四周有 o "十二" 十二个立雕伏兽,体下 o "共有" 共有十个立雕状的兽足。 o "透雕" 透雕纹饰繁复多变,外形 o "华丽" 华丽而 o "庄重" 庄重,反映出 o "春秋" 春秋中期我国的失腊法已经比较 o "成熟" 成熟。 o "战国" 战国、 o "秦汉" 秦汉以后,失腊法更为 o "流行" 流行,尤其是 o "隋唐" 隋唐至明、清 o "期间" 期间,铸造青铜器采用的多是失腊法。
失腊法一般用于 o "制作" 制作小型 o "铸件" 铸件。用这种方法铸出的 o "铜器" 铜器既无范痕,又无 o "垫片" 垫片的 o "痕迹" 痕迹,用它 o "铸造" 铸造 o "镂空" 镂空的器物更佳。中国传统的熔模铸造技术对 o "世界" 世界的冶金发展有很大的 o "影响" 影响。现代 o "工业" 工业的熔模精密铸造,就是从传统的失腊法 o "发展" 发展而来的。虽然无论在所用腊料、 o "制模" 制模、造型 o "材料" 材料、工艺 o "方法" 方法等 o "方面" 方面,它们都有很大的不同,但是它们的 o "工艺" 工艺 o "原理" 原理是一致的。四十年代中期, o "美国工程师" 美国工程师奥斯汀创立以他命名的 o "现代" 现代熔模精密铸造技术时,曾从中国 o "传统" 传统失蜡法得到 o "启示" 启示。1955年 o "奥斯汀" 奥斯汀 o "实验室" 实验室提出首创 o "失蜡法" 失蜡法的呈请, o "日本学" 日本学者鹿取一男根据 o "中国" 中国和 o "日本历史" 日本历史上使用失蜡法的 o "事实" 事实 o "表示" 表示 o "异议" 异议,最后取得了胜诉。2工艺过程
首先将熔融的模料制成 o "模样" 模样,模样可以是整体的,也可以是分块制作焊合到一起的。再将制成的可熔模样焊到共用的浇口棒上(图1)。然后在其表面用粘结剂涂覆若干层耐火材料,形成 5~15毫米厚的壳层,经干燥、硬化后将可熔模样由型壳中加热熔出,便得到内腔和铸件形状相同的型壳。型壳再经800~1000℃的高温焙烧,使型壳具有较高的强度并烧除型壳内可能残留的模样。焙烧后的型壳即可作为铸型浇入液态金属,待凝固冷却后,除掉型壳即得到相应的铸件。 模壳材料
制模用的可熔模料一般为各种配比的蜡基材料。蜡料的熔点低,流动性好,可以制成与铸件形状完全一致的模样,因此也称这种铸造方法为失蜡铸造。也有用树脂基模料的,以松香为主要成分,用来生产精度要求高的铸件。制壳用的粘结剂通常为硅酸乙酯水解液或水玻璃和硅溶胶。硅酸乙酯水解液应用最早,也最普遍。而耐火材料则用热膨胀性能稳定、耐火度较高、粒度小的材料,主要为石英和刚玉,以及由SiO2和Al2O3不同含量所组成的硅酸铝等。3特点和用途
用熔模铸造法制造的铸钢件,设有分型面,尺寸精度可达5~7级, o "表面粗糙度" 表面粗糙度可达Ra 10~1.25微米。铸件尺寸精确,表面光洁,所以只需要在零件要求较高的部位留少许机械加工余量,可以大幅度地节约金属材料。熔模铸造可以生产结构非常复杂的零件,例如涡轮发动机的耐热合金叶片。这种零件不仅形状复杂,尺寸精确度和表面粗糙度要求高而且难于加工,只有采用熔模铸造才能获得合格的叶片。用熔模铸造法可将原来由几个零件铆接、栓接及 o "焊接" 焊接组合而成的部件,通过改变零件的结构