精密鑄造專用砂 脫蠟鑄造-精密鑄造工藝流程-脫蠟鑄造法

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前言：精密鑄造法是指使用非金屬鑄模，制品尺寸精度高于普通砂模鑄件之鑄造法的總稱，包括脫蠟鑄造法，石膏模法和陶瓷模法三大類。

脫蠟鑄造法的特征與優(yōu)點

（1）鑄件的最大界限長度為700mm,易作之長度在200mm以下。鑄件之最大重量約100公斤，一般常 為10公斤以下。

（2）鑄件之尺寸公差20mm±0.13mm,100mm ±0.30mm,200mm ±0.43mm,而小件之尺寸精度不易達 到±0.10mm以內(nèi)。角度公差為±0.5~±2.0度，鑄件最小厚度0.5~1.5mm.鑄件表面粗度約Rmax4S~12S.

（3）鑄件材質(zhì)幾無任何限制，如鋁合金、鎂合金、鈦合金、銅合金，各種鋼材、鈷基和鎳基耐熱合金，硬材料。

（4）制作形狀復(fù)雜之工件，尺寸精度良好，切削加工少。

（5）節(jié)省材料浪費，并可大量生產(chǎn)。 脫蠟精密鑄件廣用于噴射引擎、燃氣渦輪、蒸汽渦輪、飛機零件、內(nèi)燃機、車輛、食品機械、印刷

機械、制紙機械、壓縮機、閥件、幫浦、計測儀、縫紉機、武器、事務(wù)機器、及其它機器零件。

脫蠟鑄造法制程

脫蠟鑄造法有兩大類：實心模法和陶殼模法精密鑄造專用砂，后者為前者的改良法。 實心模法系在考慮蠟型的冷凝收縮量，鑄模的加熱膨脹量和熔融金屬的冷凝收縮量之后，制作與最終鑄件尺寸近似的模具。將融化的蠟質(zhì)押灌注入此以金屬或硅膠做成之模具內(nèi)，取出蠟型后，浸入微粉耐火材料與粘結(jié)劑混泡而成之漿液。

滴凈之后，撒布粗粒耐火材料，使之干燥。放入鑄框，將混練有粘結(jié)劑的耐火物粒填滿之，然后干 燥。接著加熱使蠟質(zhì)熔化流出來，作成鑄模。以高溫加熱鑄模，燒除少量殘余之蠟質(zhì)并提高其強度，接著注入金屬熔液。

陶殼模法直到蠟型的制作都跟實心模法相同，只是在一次沾漿和淋砂（或浮砂）之后，并不進行包 模作業(yè)，而是反復(fù)多次地進行沾漿和淋砂，直至獲得預(yù)定的外殼厚度。干燥、加熱、熔流出蠟質(zhì)，高溫加熱再行澆注，這種方法為目前的脫蠟精密鑄造業(yè)者所廣泛采用，因其具有下列優(yōu)點：

（1）尺寸穩(wěn)定性較佳；

（2）耐火材料使用量較少；

（3）重量輕，易于搬運、處理、制作大型鑄件；

（4）制程可局部自動化，以節(jié)省人力，提高生產(chǎn)速率；

（5）生產(chǎn)成本較低；

（6）陶殼模較薄，澆注后鑄件的冷卻速率較高而均勻，故其機械性質(zhì)較佳。

（A）主模型 主模型的外形與最終制品的近似，制作時須將蠟的冷凝收縮，鑄模的加熱膨脹與鑄造金屬的冷凝收

縮列入考慮。例如蠟型的冷縮率是1.2%，鑄模的熱脹率是0.7%，鑄造金屬的冷縮率是1.7%時，則主模型的尺寸增加率則為2.2%，常用的材質(zhì)有鋁合金、銅合金和不銹鋼等。

（B） 蠟型成形模 大量生產(chǎn)機械零件用之蠟型成形模一般均使用鋁合金以機械加工的方法制成精密鑄造專用砂，此時系根據(jù)客戶所提

供之藍圖加工，無須用到主模型。鋁合金模由數(shù)件組成，射蠟之前由手工組合、鎖定、射蠟完成之后再以手工拆卸，取出蠟型，部份成形模系利用主模型倒入或噴涂低熔點合金而作成，或?qū)⒅髂Ｐ蛿D壓入超塑性金屬板而成形。

（C）射蠟 常用的蠟質(zhì)系凝固溫度范圍大者，以半固狀態(tài)押入裝于射蠟機的模具內(nèi)部，押射壓力常為

7~12kg/cm2,有時為50kg/cm2,制作蠟型時，須注意金屬模溫度，蠟的押入溫度、押入壓力、離模時間、蠟型的溫度以獲得尺寸安定性。因此射蠟室須保持恒溫。

有時候使用塑料取代蠟，生產(chǎn)量大而不十分要求尺寸精度的小鑄件使用聚苯乙烯，具有厚截面的大 件則使用尿素樹脂（尿素粒85%,聚乙烯醇粉末10%，水5%）但是押射壓力須高達140 kg/cm2。

（D）心型 形狀簡單的中空制品，有細長孔，狹深溝的制品或中空部份的形狀復(fù)雜而涂覆漿無法附著的制品均

須使用心型。心型的種類有金屬心型，可溶蠟心型和陶心型。 金屬心型法是先將金屬心固定于金屬模中，注入蠟后凝固，將金屬心型從蠟型中抽出，這局限于中

空部份形狀簡單的制品才能采用。中空部份形狀較為復(fù)雜或內(nèi)孔曲折者，可用可溶蠟作成心型，固定于金屬模內(nèi)，注入蠟質(zhì)凝固后，將蠟型浸泡水中，溶出心型。

但是，可溶蠟作成的心型強度不佳，易于折斷，因此，中空部份細長者，可使用氧化鋁粉，尖晶石 粉、鈦酸鋇粉等與硅酸乙酯、膠硅土或樹脂等粘結(jié)劑混合作成陶心型，于成品澆注，疑固后，再以溶劑將陶心型溶出。渦輪葉片之中空部份即使用這種方法作成。

（E） 組樹 小工件的蠟型須以人工的方式逐件地焊粘于澆流導(dǎo)上面，組裝成蠟樹，這是脫蠟鑄造濧全工程中最

耗費時間的一導(dǎo)步驟，組樹時系用平頭型的電烙鐵熱熔樹干或基板和蠟型，再予以粘合。裝配時應(yīng)注意的事項如下：

（1）盡量將多個蠟型組裝成一群；

（2）組裝時應(yīng)使蠟型于熔融時易于沿著樹干或基座流出；

（3）裝配成品部份應(yīng)最先凝固，澆池最后凝固；

（4）澆注、凝固后，工件易于從樹干或基座上切斷；

（F） 沾漿與淋砂。 組樹先以丙酮或酒精洗凈蠟型表面的離型劑、油脂等，接著，浸泡入粘結(jié)劑與微粉耐火材料泡成之

漿液，滴盡過剩的附著漿液，然后淋撒耐火物小粒，予以干燥，這項操作的重點在于均勻涂漿于蠟型表面，并且不使氣泡附著、殘留。

如此反復(fù)多次，直到獲得預(yù)定的厚度，操作的次數(shù)及陶殼的厚度系視工件的尺寸與重量而定，其厚 度須能支撐澆注時金屬熔液的重量與掙壓力而不致破裂。

漿體的主要成份業(yè)界多使用硅酸膠，填充劑則使用鋯粉，其重量比約為1:35,漿體須添加適量的潤濕劑（使?jié){液易于附著在蠟型表面）和消泡劑泡漿后須經(jīng)十二小時的攪拌才可使用，漿體的管理項目有粘度，比重和PH值。

第一層之面漿使用填充劑添加量較多的高粘度者，第二層以后的背漿使用低粘度而滲透性較佳者， 漿桶附近須保持22~25℃，以防止?jié){液迅速老化。

在漿液滴畢未干之前，撒布粗大的耐火物粒，撒布的方法一般使用簡易而效果較佳的凈砂桶，少數(shù)使用淋砂機，涂覆層內(nèi)側(cè)部份使用50~100目的細粒，往外側(cè)則增粗為20~40目，干燥于輸送帶式，控制 溫、濕度的強制送風(fēng)干燥室內(nèi)進行。

（G）脫蠟與燒成 工業(yè)上使用的方法是將涂覆的蠟型組樹放入高壓容器內(nèi)鎖緊，通入150℃的蒸汽加熱，使蠟質(zhì)訊速

地熔化、流出，燒成的目的在于使殘附鑄模表面的少量蠟質(zhì)完全燃燒，去除，并提高鑄模的強度，鑄模的燒成溫度在700~1100℃之間，視澆注金屬的材質(zhì)而定，時間為20~60分鐘，鑄模取出加熱爐之，隨即 進行澆注，以使鑄件具有良好的金相組織。

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