蜡模精密铸造持术原理
蜡模精密铸造失蜡法也称“熔模法”,是一种青铜等金属器物的精密铸造方法。做法是,用蜂蜡做成铸件的模型,再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范。加热烘烤后,蜡模全部熔化流失,使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌熔液,便铸成器物。以失蜡法铸造的器物可以玲珑剔透,有镂空的效果。
中国失蜡铸造技术原理起源于焚失法,焚失法最早见于商代中晚期,这种技术在无范线失蜡法出现之后逐渐消亡。湖北随县曾侯乙墓,出土的青铜尊、盘,是中国所知最早的失蜡铸件,时代是在公元前五世纪。
用蜡制成铸模,外敷造型材料,成为整体铸型。加热铸模将蜡化去,形成空腔铸范,浇入液态金属,冷却后得到成型铸件。古代多用于铸造具有复杂形状的铸件。中国已知最早的失蜡铸件是河南淅川出土的春秋晚期铜盏部件和铜禁。战国以后,失蜡法的应用范围逐渐扩大,除鼎、彝外,还用于铸造印玺、乐钟、佛像和少数民族地区的贮贝器、饰件等。现代,失蜡法仍用于铸造金属铸件,称熔模铸造。
蜡模铸造快速成型蜡模尺寸控制、蜡模变形控制、表面质量控制是精密铸造过程的的要点。通过精密铸件生产过程质量问题分析,快速成型机制出蜡模原型后,首先要把附在原型上未烧结的粉末清理干净,然后浸蜡,把蜡模原型放入65~70℃的蜡液中,浸透,待无气泡溢出后,再把蜡模取出,静置,使多余蜡析出。待蜡模冷却至室温,再进行精整处理后就能得到表面光滑的蜡模。
蜡模的组焊:快速成型机制出的蜡模原型要求无形变,尺寸准确,通过精整处理后表面光洁,可以进行组焊、粘浆、制壳、脱蜡。浇注系统选用性能相近的中温蜡,以便于粘结牢固,满足制壳的强度要求,其尺寸按熔模铸造工艺设计选取。组焊工艺与传统蜡模相似,保证内浇口长度和间距,便于冒口补缩,模壳放置平稳。
蜡模是用来形成铸件型腔的模样,要获得尺寸精度和表面光洁度高的精密铸造件,首先蜡模本身就应该具有高的尺寸精度和表面光洁度。而蜡模制造过程中影响蜡模尺寸精度的因素比较复杂,工艺参数较多,所以蜡模尺寸精度变化范围比较大。此外,蜡模本身的性能还应尽可能使随后的制壳等工序简单易行。为得到高质量的蜡模,除了应有好的压型(压制蜡模的模具)外,还必须选择合适的制模材料(简称模料)和合理的制模工艺。
射蜡温度对蜡模凝固收缩的影响 :当射蜡温度高于58℃时,压制的蜡模表面光滑, 而当射蜡温度低于51℃时,蜡模收缩较小,但表面明显变粗糙,甚至在蜡模表面产生流痕。当射蜡温度较高时,处于糊状的模料中的固体析出相是微晶相,因此,模料能够反映模具内表面的粗糙度,蜡模表面很光滑。随射蜡温度降低,模料中有较粗大的晶相析出,导致蜡模表面变粗糙,同时由于模料的流动性及充填性显著下降,模料在流动过程中的流平能力下降,从而在蜡模上产生以注蜡口为中心的弧状形式向外扩展的流场波纹缺陷,显著降低了蜡模的表面质量。
蜡模模具提高射蜡温度,蜡模表面逐渐光滑,但是相应的收缩率也增大。模料射入模具以后,紧靠模具的表面首先形成一层凝固层,射蜡温度高,凝固层内压力消失时的模料温度就高,收缩率增大,从而降低蜡模尺寸精度,同时在蜡模转角处,由于折算厚度大,出现了明显的蜡模收缩变薄缺陷,因此射蜡温度不宜过高。根据上述分析,压制蜡模时的合适射蜡温度为 56~58℃。熔模精密铸造主要由模具制造、蜡模制造、壳型制造及随后的干燥、焙烧、浇注、凝固等工序组成。
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