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(diǎn)

（1）鑄件的最大界限長(zhǎng)度為700mm,易作之長(zhǎng)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(dá) 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(wú)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(fèi)，并可大量生產(chǎn)。 脫蠟精密鑄件廣用于噴射引擎、燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪、飛機(jī)零件、內(nèi)燃機(jī)、車輛、食品機(jī)械、印刷

機(jī)械、制紙機(jī)械、壓縮機(jī)、閥件、幫浦、計(jì)測(cè)儀、縫紉機(jī)、武器、事務(wù)機(jī)器、及其它機(jī)器零件。

脫蠟鑄造法制程

脫蠟鑄造法有兩大類：實(shí)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(shí)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(lái)，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(qiáng)度，接著注入金屬熔液。

陶殼模法直到蠟型的制作都跟實(shí)心模法相同，只是在一次沾漿和淋砂（或浮砂）之后，并不進(jìn)行包 模作業(yè)，而是反復(fù)多次地進(jìn)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(diǎn)：

（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(yùn)、處理、制作大型鑄件；

（4）制程可局部自動(dòng)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(jī)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(shí)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(shí)，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(jī)械零件用之蠟型成形模一般均使用鋁合金以機(jī)械加工的方法制成精密鑄造專用砂，此時(shí)系根據(jù)客戶所提

供之藍(lán)圖加工，無(wú)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(diǎn)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(jī)的模具內(nèi)部，押射壓力常為

7~12kg/cm2,有時(shí)為50kg/cm2,制作蠟型時(shí)，須注意金屬模溫度，蠟的押入溫度、押入壓力、離模時(shí)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(shí)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(shù)脂（尿素粒85%,聚乙烯醇粉末10%，水5%）但是押射壓力須高達(dá)140 kg/cm2。

（D）心型 形狀簡(jiǎn)單的中空制品，有細(xì)長(zhǎng)孔，狹深溝的制品或中空部份的形狀復(fù)雜而涂覆漿無(wú)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(jiǎn)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(qiáng)度不佳，易于折斷，因此，中空部份細(xì)長(zhǎng)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(shù)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(shù) 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(shù)，這是脫蠟鑄造濧全工程中最

耗費(fèi)時(shí)間的一導(dǎo)步驟，組樹(shù)時(shí)系用平頭型的電烙鐵熱熔樹(shù)干或基板和蠟型，再予以粘合。裝配時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)如下：

（1）盡量將多個(gè)蠟型組裝成一群；

（2）組裝時(shí)應(yīng)使蠟型于熔融時(shí)易于沿著樹(shù)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(shù)干或基座上切斷；

（F） 沾漿與淋砂。 組樹(shù)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(guò)剩的附著漿液，然后淋撒耐火物小粒，予以干燥，這項(xiàng)操作的重點(diǎn)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(shí)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(rùn)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(shí)的攪拌才可使用，漿體的管理項(xiàng)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(jiǎn)易而效果較佳的凈砂桶，少數(shù)使用淋砂機(jī)，涂覆層內(nèi)側(cè)部份使用50~100目的細(xì)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(qiáng)制送風(fēng)干燥室內(nèi)進(jìn)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(shù)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(qiáng)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(shí)間為20~60分鐘，鑄模取出加熱爐之，隨即 進(jìn)行澆注，以使鑄件具有良好的金相組織。

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