熔模精密鑄造技術(shù)

1、LOGO熔 模 精 密 鑄 造 技 術(shù)熔 模 精 密 鑄 造 技 術(shù)姓姓 名：名：程濤程濤班班 級(jí)：材研級(jí)：材研13031303班班指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：程培元程培元厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越目目 錄錄一一. .熔模精密鑄造的發(fā)展歷史熔模精密鑄造的發(fā)展歷史二二. .熔模精密鑄造工藝特點(diǎn)熔模精密鑄造工藝特點(diǎn)三三. .熔模精密鑄造的主要工藝過程熔模精密鑄造的主要工藝過程四四. .熔模精密鑄造的應(yīng)用范圍及典型產(chǎn)品熔模精密鑄造的應(yīng)用范圍及典型產(chǎn)品五五. .熔模精密鑄造工藝發(fā)展趨勢(shì)熔模精密鑄造工藝發(fā)展趨勢(shì)六六. .常見的熔模鑄造缺陷常見的熔模鑄造缺陷厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越一一. .熔模

2、精密鑄造的發(fā)展歷史熔模精密鑄造的發(fā)展歷史1.熔模鑄造又稱為失蠟鑄造熔模鑄造又稱為失蠟鑄造，熔模鑄造的歷史可以追溯到熔模鑄造的歷史可以追溯到4000年以前，最早起源于埃及、中國(guó)和印度，在我國(guó)的出土文物中發(fā)年以前，最早起源于埃及、中國(guó)和印度，在我國(guó)的出土文物中發(fā)現(xiàn)在公元前現(xiàn)在公元前2500年以前，我們的祖先就能用熔模鑄造的方式生年以前，我們的祖先就能用熔模鑄造的方式生產(chǎn)各種銅器皿、鐘鼎及藝術(shù)品。產(chǎn)各種銅器皿、鐘鼎及藝術(shù)品。厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越2.現(xiàn)代熔模鑄造工藝是在現(xiàn)代熔模鑄造工藝是在20世紀(jì)初期開始形成，最初用于制牙及世紀(jì)初期開始形成，最初用于制牙及珠寶飾業(yè)。第二次世界大戰(zhàn)期間，珠

3、寶飾業(yè)。第二次世界大戰(zhàn)期間， 由于國(guó)防、航空工業(yè)發(fā)展的由于國(guó)防、航空工業(yè)發(fā)展的需要，英、美等國(guó)首先采用熔模精密鑄造方法，生產(chǎn)噴氣渦輪發(fā)需要，英、美等國(guó)首先采用熔模精密鑄造方法，生產(chǎn)噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等形狀復(fù)雜、尺寸精確、表面質(zhì)量要求很高且不易機(jī)械動(dòng)機(jī)葉片等形狀復(fù)雜、尺寸精確、表面質(zhì)量要求很高且不易機(jī)械加工的鑄件。加工的鑄件。厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越二二. .熔模鑄造工藝特點(diǎn)熔模鑄造工藝特點(diǎn)1.熔模鑄件的尺寸精熔模鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度小度高，表面粗糙度小2.適合于鑄造結(jié)構(gòu)、適合于鑄造結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的鑄件形狀復(fù)雜的鑄件3.合金材料不受限制合金材料不受限制4.大批量生產(chǎn)或小批大批量

4、生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)均可適用量生產(chǎn)均可適用厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越制模制模制殼制殼脫蠟脫蠟焙燒焙燒澆注澆注清理清理熔煉熔煉三三. .主要工藝過程主要工藝過程厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越1.1.制模制模1.11.1典型制模工藝典型制模工藝厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越1.2 1.2 精密鑄造用模料精密鑄造用模料(1)蠟基材料蠟基材料 以石蠟以石蠟-硬脂酸、石蠟硬脂酸、石蠟-聚烯烴為代表聚烯烴為代表(2)樹脂基模料樹脂基模料 以松香和改進(jìn)松香基為代表以松香和改進(jìn)松香基為代表(3)填料模料填料模料 以固體粉末為填料以固體粉末為填料(4)水溶性模料水溶性模料 分為尿素基和聚乙二醇基兩種

5、類型分為尿素基和聚乙二醇基兩種類型厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越1.3 1.3 熔模的壓制熔模的壓制 熔模的壓制是采用壓力將糊狀蠟料壓入壓型，冷卻后獲得熔模。常用熔模的壓制是采用壓力將糊狀蠟料壓入壓型，冷卻后獲得熔模。常用的方法有柱塞加壓法、氣壓法、活塞加壓法等，如圖所示的方法有柱塞加壓法、氣壓法、活塞加壓法等，如圖所示1柱塞；柱塞；2壓蠟筒；壓蠟筒；3壓力壓力罐；罐；4保溫罐保溫罐；5蠟槍頭；蠟槍頭；6一活塞；一活塞；7一壓型一壓型厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越2.2.制殼制殼( (涂料涂料+ +撒沙撒沙) )2.1 2.1 水玻璃制殼水玻璃制殼2.2 2.2 水玻璃制殼特點(diǎn)水玻璃制

6、殼特點(diǎn) 水玻璃型殼的硬化主要是在硬化液中完成。常用的水玻水玻璃型殼的硬化主要是在硬化液中完成。常用的水玻璃型殼硬化劑有：結(jié)晶氯化鋁，聚合氯化鋁，氯化鎂等璃型殼硬化劑有：結(jié)晶氯化鋁，聚合氯化鋁，氯化鎂等厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越2.2 2.2 硅溶膠制殼硅溶膠制殼厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越2.3 2.3 制殼工藝流程制殼工藝流程制殼工藝流程圖制殼工藝流程圖 (1)模組除油和脫脂模組除油和脫脂 為了改善模組與面層涂料的涂掛性能，為了改善模組與面層涂料的涂掛性能，除了在面層涂料中加入表面活性劑外，通常是在模組涂掛涂料前，除了在面層涂料中加入表面活性劑外，通常是在模組涂掛涂料前，對(duì)模組

7、進(jìn)行除油和脫脂處理，以增加涂料對(duì)模樣的潤(rùn)濕性。對(duì)模組進(jìn)行除油和脫脂處理，以增加涂料對(duì)模樣的潤(rùn)濕性。 (2)涂掛涂料和撒砂涂掛涂料和撒砂 涂掛涂料和撒砂工序相隔進(jìn)行涂掛涂料和撒砂工序相隔進(jìn)行(一層涂料、一層涂料、一層散砂一層散砂)，涂掛和撒砂層數(shù)根據(jù)鑄件的大小和形狀而不同，面層，涂掛和撒砂層數(shù)根據(jù)鑄件的大小和形狀而不同，面層和背層的涂料和砂類不同。和背層的涂料和砂類不同。 厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越 (3)殼型的干燥和硬化殼型的干燥和硬化 殼型每涂掛一層都要進(jìn)行干燥和硬殼型每涂掛一層都要進(jìn)行干燥和硬化，使得涂料中的黏結(jié)劑由溶膠向凝膠轉(zhuǎn)變，把耐火材料連在化，使得涂料中的黏結(jié)劑由溶膠向凝膠轉(zhuǎn)

8、變，把耐火材料連在一起。不同的黏結(jié)劑，殼型的干燥和硬化原理不同。硅酸乙酯一起。不同的黏結(jié)劑，殼型的干燥和硬化原理不同。硅酸乙酯水解液殼型的硬化，主要是把涂料中的溶劑揮發(fā)；水玻璃殼型，水解液殼型的硬化，主要是把涂料中的溶劑揮發(fā)；水玻璃殼型，主要用聚合氯化鋁主要用聚合氯化鋁(結(jié)晶氯化鋁結(jié)晶氯化鋁)溶液對(duì)水玻璃殼型進(jìn)行硬化；溶液對(duì)水玻璃殼型進(jìn)行硬化；硅溶膠殼型，主要是通風(fēng)干燥硅溶膠殼型，主要是通風(fēng)干燥(2535C)而硬化。而硬化。 (4)脫模和焙燒脫模和焙燒 熔失蠟?zāi)５倪^程叫脫蠟，是熔模鑄造的主熔失蠟?zāi)５倪^程叫脫蠟，是熔模鑄造的主要過程之一。要過程之一。厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越3.3.脫蠟

9、脫蠟 熔模熔失的過程稱為脫蠟，型殼制成后一般要停放一段時(shí)間熔模熔失的過程稱為脫蠟，型殼制成后一般要停放一段時(shí)間方可進(jìn)行脫蠟。停放期間也是型殼中殘留硬化劑對(duì)涂料層繼續(xù)方可進(jìn)行脫蠟。停放期間也是型殼中殘留硬化劑對(duì)涂料層繼續(xù)硬化的過程，隨著停放時(shí)間的增加，型殼的濕強(qiáng)度增大，抗水硬化的過程，隨著停放時(shí)間的增加，型殼的濕強(qiáng)度增大，抗水性增強(qiáng)。性增強(qiáng)。 型殼脫蠟的方法有多種，常用的有熱水法，高壓蒸汽法及微型殼脫蠟的方法有多種，常用的有熱水法，高壓蒸汽法及微波脫蠟法等，水玻璃型殼由于普遍應(yīng)用熔點(diǎn)較低的石蠟硬脂酸波脫蠟法等，水玻璃型殼由于普遍應(yīng)用熔點(diǎn)較低的石蠟硬脂酸模料，故較多應(yīng)用熱水法。模料，故較多應(yīng)用熱水

10、法。 厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越4.4.型殼焙燒型殼焙燒 型殼焙燒是熔模鑄造的重要工序之一。在型殼澆注前須進(jìn)行型殼焙燒是熔模鑄造的重要工序之一。在型殼澆注前須進(jìn)行高溫焙燒，以使型殼具有低的發(fā)氣量和良好的透氣性，并可使高溫焙燒，以使型殼具有低的發(fā)氣量和良好的透氣性，并可使型殼中殘留的型殼中殘留的Na2ONa2O進(jìn)一步降低。進(jìn)一步降低。 型殼焙燒宜采用油爐、煤氣爐或電阻爐。型殼焙燒宜采用油爐、煤氣爐或電阻爐。 型殼焙燒溫度，主要是根據(jù)型殼中各種揮發(fā)物及有害物質(zhì)基型殼焙燒溫度，主要是根據(jù)型殼中各種揮發(fā)物及有害物質(zhì)基本揮發(fā)除凈的溫度而定。氯化餒硬化的型殼適宜的焙燒溫度應(yīng)本揮發(fā)除凈的溫度而定。氯

11、化餒硬化的型殼適宜的焙燒溫度應(yīng)為為850850，保溫，保溫0.5-2h0.5-2h。 厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越5.5.澆注清理澆注清理厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越四四. .熔模精密鑄造的應(yīng)用范圍及典型產(chǎn)品熔模精密鑄造的應(yīng)用范圍及典型產(chǎn)品 從產(chǎn)品類別來看，熔模精密鑄件主要分為兩大類：軍工、從產(chǎn)品類別來看，熔模精密鑄件主要分為兩大類：軍工、航空類產(chǎn)品與商品類產(chǎn)品。前者質(zhì)量要求高，后者質(zhì)量不如航空類產(chǎn)品與商品類產(chǎn)品。前者質(zhì)量要求高，后者質(zhì)量不如前者。隨著冷戰(zhàn)時(shí)代的結(jié)束，前者。隨著冷戰(zhàn)時(shí)代的結(jié)束， 各國(guó)軍工產(chǎn)品大幅度減少，各國(guó)軍工產(chǎn)品大幅度減少，但民航、大型電站及但民航、大型電站及 工

12、業(yè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，使得軍工、工業(yè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，使得軍工、航空類產(chǎn)品航空類產(chǎn)品 所占比例變化不大?，F(xiàn)在熔模鑄造除用于航空、所占比例變化不大?，F(xiàn)在熔模鑄造除用于航空、 軍工部門外，幾乎應(yīng)用于所有工業(yè)部門，如電子、軍工部門外，幾乎應(yīng)用于所有工業(yè)部門，如電子、 石油、石油、化工、能源、交通運(yùn)輸、輕功、紡織、制化工、能源、交通運(yùn)輸、輕功、紡織、制 藥、醫(yī)療器械等藥、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。領(lǐng)域。厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越顯示器框架鋁合金顯示器框架鋁合金熔模鑄件，用于熔模鑄件，用于 MIA2坦克上，該坦克上，該整體熔模鑄件代替整體熔

13、模鑄件代替了兩個(gè)砂型鑄件，了兩個(gè)砂型鑄件，減少機(jī)加工量，減少機(jī)加工量， 并增加了零件的可并增加了零件的可靠性和性能，該件靠性和性能，該件需測(cè)定需測(cè)定1191個(gè)尺個(gè)尺 寸，并要求寸，并要求X射線射線探傷件成本節(jié)約探傷件成本節(jié)約 25000美元美元厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越鈦合金熔模鑄鈦合金熔模鑄 件，件，用于用于A310, A300,波音波音747, 波音波音767等飛機(jī)等飛機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)上，它支它支 撐渦輪風(fēng)扇部撐渦輪風(fēng)扇部件件 并將之連接到壓并將之連接到壓 縮機(jī)部分。輪廓縮機(jī)部分。輪廓 最最大尺寸大尺寸1320.8mm。 它代替由它代替由88個(gè)個(gè) 較小較小零件組成的零件組成的 組

14、裝件，組裝件，強(qiáng)度提強(qiáng)度提 高，重量減高，重量減輕，輕， 尺寸控制得更尺寸控制得更好好厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越圓盤零件圓盤零件: 陶瓷增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的熔模鑄件陶瓷增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的熔模鑄件厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越五五. .熔模精密鑄造工藝發(fā)展趨勢(shì)熔模精密鑄造工藝發(fā)展趨勢(shì) 1、更大更?。耗壳?，熔模鑄造生產(chǎn)的精密鑄件，最大更大更薄：目前，熔模鑄造生產(chǎn)的精密鑄件，最大 輪廓尺寸可輪廓尺寸可達(dá)達(dá)1.8m，而最小壁厚卻不到，而最小壁厚卻不到2mm，最大鑄件重量接近，最大鑄件重量接近1000kg。 2、精、精度更高度更高：熔模鑄件尺寸公差是：熔模鑄件尺寸公差是CT46級(jí)，表面粗糙度值可達(dá)級(jí)，表面粗糙度值可達(dá)到到Ra0.8um。 3、強(qiáng)、強(qiáng)度更高度更高：如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)用的渦輪葉片工作溫度由：如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)用的渦輪葉片工作溫度由980提高到提高到1200；熱等靜壓技術(shù)的應(yīng)用使得熔模鑄造生產(chǎn)的鎳基高溫合金、鈦合；熱等靜壓技術(shù)的應(yīng)用使得熔模鑄造生產(chǎn)的鎳基高溫合金、鈦合金和鋁合金的高溫低周金和鋁合金的高溫低周 波疲勞性能提高波疲勞性能提高310倍。倍。厚德博學(xué)厚德博學(xué) 追求卓越追求卓越1.鑄件縮裂鑄件縮裂 特征：鑄件熱特征：鑄件熱結(jié)部位有不規(guī)則的結(jié)部位有不規(guī)則的裂紋，