熔模铸造也称为精密铸造或失蜡铸造。这一工艺可以追溯到 5,000 年前,几个世纪以来一直用于创造精美的艺术品和珠宝。如今,这种铸造方法受到许多寻求轻量化和复杂零件的行业的青睐。
尽管铸造工艺有不同类型,但大多数都涉及将液体材料(例如熔融金属或加热的塑料)倒入中空模具的中心。液体材料冷却后,将成品从模具型腔中取出。这样做出来的成品表面非常光滑,几乎没有毛孔和毛刺。因此,近年来,精密铸造在工业生产中的应用越来越广泛。熔模铸造中重要的是建立成品的蜡模型。这可以通过以下三种方式之一完成: 1. 在终产品的实体 3D 模型周围形成明胶模具。 2. 为终产品创建金属模具并填充热蜡。 3. 用蜡雕刻并加工产品的副本。
主模型是由专业模具制造商或雕塑艺术家根据终产品的要求,用蜡、粘土、木材、钢或塑料制成的。这些模型是考虑到蜡和铸造材料的收缩率而制作的,因此被称为具有双倍收缩余量的“主模型”。
熔模铸造模具(称为用于创建蜡模的母模)是通过铸造或机械加工来制造以适合母模的。模具和 CNC 加工技术的进步使得能够用钢和铝等材料加工母模模具,而无需母模。
母模和母模的设计必须考虑模型蜡、耐火材料和金属铸造材料的收缩。在公差更严格的表面上添加加工余量以进行后加工也是一种很好的做法。
使用两种主要方法之一制作复制成品零件几何形状的图案:
创建注蜡模具
如果要使用蜡模,先步涉及设计和制造铝金属模具。模具通过在高压下将熔化的蜡注入型腔来创建所需零件的蜡复制品。根据体积要求,模具可制成简单的单型腔手动工具或复杂的多型腔自动工具。
3D打印图案
如果要使用 3D 打印图案,请将包含零件几何形状的 CAD 模型发送到打印机并打印该零件。
该树由多个蜡模和一个公共浇口组合而成,大大提高了熔模铸造工艺的效率。这些组件允许一次完成多个步骤,而不是一次完成熔模铸造一个零件。
生成指定数量的蜡模后,将这些蜡模固定在蜡棒上,形成树,有时也称为“簇”。图案附着在浇口的位置上,金属将进入每个铸件。失蜡铸造树必须足够大,以提供足够的原料金属,以帮助在金属凝固过程中提供良好的铸件。
组装成树的图案数量是决定终铸件单价的主要因素之一:每棵树的图案越多,单价就越低。
然后将失蜡金属铸造模型浸入精细研磨的耐火浆料中,然后沥干,形成均匀的表面涂层,称为“底漆”。在此阶段,非常细小的颗粒尺寸将被沉积,形成薄而非常光滑的包埋材料层,以确保光滑的表面和复杂而精细的终产品。极细的二氧化硅和其他粘合剂(包括水、硅酸乙酯和酸)通常用作耐火材料。
待上面一层贝壳干燥后,将图案再次浸入并反复涂覆以增加厚度。浸泡过程的第二阶段称为“粉刷”。将沙子或其他耐火骨料倒在湿表面上以增加强度和厚度(5 至 15 毫米 [0.2 至 0.6 英寸])。
失蜡精密铸造前必须将蜡清除。由于所使用的蜡的热膨胀系数比周围的包层材料大得多,因此大多数套管故障都发生在此时。当蜡被加热时,它会膨胀并产生应力。为了防止这种情况发生,蜡必须快速熔化,以便在变成液体之前没有时间膨胀并迅速降低粘度。
陶瓷模具完全固化后,将其倒置放入熔炉或高压釜中,使蜡熔化或蒸发。在某些情况下,您可以在加热前在失蜡精密铸造模具上钻孔,以帮助减少这些应力。从模具中流出的蜡通常都可以回收。
锅炉保持加压状态,我们对下一批外壳重复这种失蜡铸造过程。
脱蜡的陶瓷模具尚未准备好注射熔融金属合金。与陶瓷一样,它必须被烧制到适当的温度才能接受熔融金属的浇注。将失蜡模具放入烤箱中,加热至华氏1900度,并在该温度下固化时间。此烧制过程还会烧掉模具中残留的蜡,从而导致熔模铸造缺陷。
此预热熔模铸造过程完成四项任务:
● 确保模型蜡完全清除
● 模壁进一步强化
● 让熔融金属在通过模具时保持其流动性
● 通过允许模具和铸件在冷却时一起收缩来提高尺寸精度
使用光谱仪确认金属的化学性质,然后开始铸造模具。铸造方法取决于所用材料、模具尺寸和所用设备。
变化包括:重力铸造、真空铸造和真空压铸 (VPC)。在重力铸造中,将仍处于约 1,900 华氏度的烧制模具从烘箱中拉出并送入熔炉中进行浇注。
金属迅速进入模具型腔,随着模具放置冷却,模具内的金属开始凝固。
目前的室温铸件是通过去除陶瓷模具材料并锯掉或磨掉浇口来“清洁”的。曾经坚固的陶瓷模具已经用完,可以通过振动和喷砂来抖落。从金属树上切下单个铸件,然后通过打磨操作去除浇口(铸件固定在树上的位置)。然后对铸件进行喷砂,以去除残留的陶瓷并提高表面质量以供检查。
热处理后,熔模铸造件再次喷砂并在发货前进行终检查。许多熔模铸件接近于网状或网状产品,这意味着它们的尺寸精度足够高,几乎不需要机械加工。如果零件需要额外矫直,则通常使用液压矫直机执行此过程,以使产品处于公差范围内。
检验也是精密铸件质量控制的重要环节。我们的品管部门会根据产品要求进行尺寸检验,包括表面检验、内部缺陷检验等检验工作。只有所有产品都通过检验后,我们才能交付给客户。
通常,一飞机械首先将精密失蜡铸件和塑料袋包装在一起,然后装入纸箱和标准木箱。我们还可以根据客户要求提供定制包装服务。