一、熔模铸造工艺简介.doc

课 程 论 文熔模铸造工艺概况摘 要：熔模铸造是用易熔材料制成尺寸精确、表面光洁的可熔性模样，在模样上涂以若干层耐火材料，经过干燥、硬化后，将其中的模样熔失而制成型壳，再经过焙烧制成耐火型壳，然后进行浇注，待冷却后获得铸件的一种方法，熔模铸造是一种近净形成形工艺。其铸件精密、复杂，接近于零件最后的形状，可不经加工直接使用或经很少加工后使用文从熔模铸造工艺的发展概况，与其它工艺的不同之处，具有的特点及其发展前景四个方面介绍该铸造工艺。关键词：铸造工艺；熔模铸造；熔模精密铸造；近净形成形工艺熔模铸造又名失蜡铸造，是一种古老而又年轻的铸造技术。说它古老是因为这种方法远在3000年以前就已经有了；说它年轻是因为这种方法进入工业领域，还只是近几十年来的事。一、熔模铸造技术的发展概况简介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。 自20世纪40年代熔模铸造用于工业生产后,半个世纪中一直以较快的速度发展着。技术发展使熔模铸造不仅能生产小型铸件，而且能生产较大铸件，最大的熔模铸件的轮廓尺寸已近2m，而最小壁厚却不到2mm。同时熔模铸件也更趋精密，除线性公差外，零件也能达到较高的几何公差。熔模铸件的表面粗糙度值也越来越小，可达到Ra0.4um。 另外，由于材质的改进和工艺技术的发展使得铸件力学性能也越来越好。涡轮叶片就是一个很好的例子，涡轮叶片材质和工艺进步使其性能得到了很大的提高，20世纪60年代到90年代，涡轮叶片的材质（美国牌号）从IN100、B1900到MM200、MM247，再发展到PWA1480；同时由于凝固技术的发展，涡轮叶片从传统的等轴晶（EQ），到定向凝固的柱状晶（DS），再了展到单晶（SC）叶片，从而使涡轮叶片的工作温度由980提高到1100以上。现在熔模铸造除用于航空、兵器部门外，几乎应用于所有工业部门，特别是电子，石油、化工、能源、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗机械、泵和阀等部门。 熔模铸造的迅速发展是依靠其技术发展和技术进步取得的。熔模铸造工艺的各个环节都有长足的进步，对熔模铸造发展有较大影响的新材料、新工艺、新设备也很多，如水溶性型芯、陶瓷型芯、金属材质改进、大型熔模铸造技术、钛合金熔模铸造、定向凝固和单晶铸造、过滤技术、热等静压、快速成型技术、计算机在熔模铸造中应用以及机械化自动化等。此外，军事工业和高技术产业的竞争，总是对铸件的品种和质量提出愈来愈高的要求；材料科学的发展为精铸技术的研究提供了理论依据；而冶金、机械、化工、能源和电子等工业技术的进步，为精铸的发展提供了物质和能源基础，所有这些都是熔模铸造赖以发展的驱动力。二 、熔模铸造的不同之处熔模铸造的近净形化技术是时下的发展趋势，同其它铸造方法相比，熔模铸造是最有条件使成为事实近净形化的工艺，并且发展标的目的为净形化例如一个熔模铸件就可取代飞机发动机上由3040个锻铸件、机加件烧焊而成的复杂组合件因为新技术新质料的大量采用，使培模铸件的近净形化技术不断提高，使产品在市场中更具有竞争力，也使得熔模铸造技术能保持高于其它铸造技术的速度而发展。熔模铸件的形状一般都比较复杂，铸件上可铸出孔的最小直径可达0.5mm，铸件的最小壁厚为0.3mm。在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件，通过改变零件的结构，设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出，以节省加工工时和金属材料的消耗，与普通的砂型铸造相比，使零件结构更为合理。 熔模铸造工艺过程较复杂，且不易控制，使用和消耗的材料较贵，故它适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。而我们现今经常用的普通砂型铸造更适用于生产形状简单、精度要求不高的铸造件。三、熔模铸造的特点同其它铸造方法和零件成形方法相比较，熔模铸造有以下基本的优点：1铸件尺寸精确、表面光滑熔模铸件最主要的特点是尺寸精度和几何精度高，表面粗糙度细。目前，精铸件的尺寸精度可超过0.005cm/cm，表面粗糙度最细可达R0.631.25m（相当于78），因而可以大大减少铸件的切削加工余量，并可实现无余量铸造。2可铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂的铸件，也能铸造壁厚为0.5mm、重量小至1g的铸件，还可以铸造组合的、整体的铸件，以代替几个零件的焊接或装配件，并减轻零件重量。所以熔模铸造能最大限度地提高毛坯与零件之间的相似程度，这就为零件的结构设计带来很大方便。3不受合金材料的限制熔模铸造法可以铸造碳钢、合金钢、球墨铸铁、铜合金和铝合金铸件，还可以铸造高温合金、镁合金、钛合金以及贵金属等材料的铸件。对于难以锻造、焊接和切削加工的合金材料，特别适宜于用精铸方法铸造。4可以提高金属材料的利用率熔模铸造能显著减少产品的成形表面和配合表面的加工量，节省加工台时和刃具材料的消耗。可以回收废旧金属材料，精铸车间的浇冒口和废铸件的几乎全部回用，因而能大大提高金属材料的利用率。以CA6140普通车床为例，64种、74个零件采用熔模铸造时，材料利用率可达81.72%，有的零件可达100%；而相同的零件用锻造方法生产时，材料消耗为精铸件的2.8倍。5生产灵活性高、适应性强熔模铸造既适用于大批量生产，也适用小批量生产甚至单件生产。生产过程无需复杂的机械设备。工装模具可以采用多种材料和工艺方法制造，便于新产品研制。有些急用的单件，甚至可用模料切削加工和手工制成熔模，能大大缩短试制周期，节约研制费用，所以熔模铸造生产具有高度的灵活性和广泛的适应性。虽然同其它铸造方法相比，熔模铸造在应用上还具有一定的局限性。例如铸件尺寸不能太大工艺过程复杂铸件冷却速度慢.熔模铸造在所有毛坯成形方法中，工艺最复杂，铸件成本也很高，但是如果产品选择得当，零件设计合理，高昂的铸造成本由于减少切削加工、装配和节约金属材料等方面而得到补偿，则熔模铸造具有良好的经济性。特别是对于那些形状复杂的、精密的、高熔点合金而又难以加工成形的产品而言，熔模铸造在技术上和经济上的优越性，无疑是其它工艺方法无与伦比的。 四、熔模铸造企业的发展前景 钛合金熔模铸造技术的发展，使现代工业中的重要结构材料钛合金能用熔模铸造方法生产出精密复杂零件，如飞机发动机的中间机匣、压气机机匣、医疗置入物等。特别是大型整体钛熔模铸件的出现，它代替组装件，减轻了机器的重量、提高了寿命，取得了很好的效果。 为缩短生产周期，简化工序，熔模铸造与20世纪80年代出现的快速成形技术（RPT）结合，使用RPT的立体光刻法（SLA）、选择性激光烧结法（SLS）、熔融堆积制造法（FDM）或分层实体制造法（LOM）等工艺所制塑料、蜡和纸原型代替传统蜡模，或使用直接型壳生产法（DSPC）工艺生产的陶瓷型壳进行熔模铸造生产，增强了市场竞争力。 机械化、自动化的进展打破了熔模铸造工艺不可能实现机械化的旧观念，日本、英国和前苏联已成功地将熔模铸造工艺用来生产低成本的汽车等民用零件。 随着铸造技术的发展，熔模铸造已可以生产更精、更大、更强的高价值的产品精密