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熔模铸造目录1、熔模铸造概念2、熔模铸造工艺特点3、熔模铸造工艺流程4、熔模铸造工艺应用范围5、熔模铸造工艺发展趋势6、铸件常见缺陷分析一、熔模铸造概念熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法，由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称“熔模精密铸造”。二、熔模铸造工艺特点使用可熔（溶）性一次模和一次型（芯）：使用整体蜡模和整体型腔，不用开型起模；流体制壳：使用涂料与砂粘结制壳，涂层对蜡模复印性好；热壳浇注：热壳下浇注，金属液充型性好。铸件尺寸精度高，表面粗糙度值小：尺寸CT4-6级，表面粗糙度Ra3.2-12.5；可铸造形状复杂的铸件：典型空心叶片，应用于铸件轻量化技术；合金材料不受限制：各种合金材料均可。生产灵活性高、适应性强：由于工装的灵活性，相应生产不受批量的限制。A、优势铸件尺寸不能太大：铸件重量最大可做到1000Kg，超出重量铸件难度较大；工艺过程复杂，生产周期长：影响铸件质量因素太多，工序质量控制难度增大；铸件冷却速度较慢：导致铸件晶粒粗大，碳钢件易脱碳。B、劣势三、熔模铸造工艺流程3.1、制造工艺流程3.2、制造工艺流程示意图熔模铸造过程示意图3.3、工序介绍模具示意图3.3.1、模具制造熔模铸造模具又称压型，含分型面、型腔、型芯、顶模机构、锁紧机构等。3.3.2、制模蜡料蜡基模料：石蜡+硬脂酸树脂基蜡料A、常用蜡料压型主要有自由浇注和压铸两种。压制前在压型表面涂薄层分型剂：压制蜡基模料时，分型剂为机油、松节油等；压制树脂基模料时，蓖麻油和酒精混合液或硅油。压制熔模的方法有三种：气压法活塞加压法柱塞法2、熔模的组装焊接法粘结法机械组装法3、制模机械化（1）压蜡机（2）压铸生产线3.3.4、制壳A、制壳材料粘结剂耐火材料与粘结剂对应工艺水玻璃硅砂刚玉莫来石高岭石锆砂水玻璃工艺硅酸乙酯硅酸乙酯工艺硅溶胶硅溶胶工艺硅溶胶制壳工艺没有化学硬化，干燥脱水B、制壳操作流程3.3.5、脱蜡脱蜡时注意事项：A、脱蜡是模型蜡从模壳中脱出形成型腔的过程，脱蜡前模壳存在时间不低于24h；B、脱蜡方法：热水法和高压蒸气法清理浇口杯顶残砂：防止浮砂落入型腔；加入补充硬化剂：热水脱蜡时加入1%盐酸，型壳得到补充硬化，并可防止蜡料皂化；脱蜡水严禁沸腾：防止将槽底的砂粒翻起进入型腔；脱蜡后的型壳禁止杯口向上放置：防止脏物落入型腔。槽液定期清理与更换。C、蜡料回收蜡基模料：去除皂化物方法（1）酸处理法加水----通蒸气+加盐酸----[酸+盐（水溶性盐）]-----皂化物颗粒消失------静置（杂质下沉）分离（2）电解处理法电解法处理模料装置示意图1-碳精棒2-耐酸槽3-回收模料4-电解液5-铝板（3）活性白土处理法主要是利用膨润土具有大的吸附能力，将模料中经酸处理后所形成的盐类及其它杂质吸附在它的周围并凝聚沉淀，使蜡料得到净化。3.3.6型壳焙烧目的：去除型壳中的水分、残余蜡料、皂化物等，使之具有低发气量和良好透气性，同时减少液态合金与型壳的温差，提高充型能力。焙烧炉类型：型壳焙烧宜采用油炉、煤气炉或电阻炉。而燃煤反射炉由于温度分布不均匀，灰尘较多,而且污染环境故不宜采用。型壳焙烧温度：型壳适宜的焙烧温度应为850----980℃，保温时间0.5-2h。3.3.7、浇注溶模铸常用浇注方法：重力浇注、真空吸注、离心浇注、调压浇注、低压浇注；浇注工艺参数对质量的影响浇注温度、浇注速度、型壳温度、铸件凝固冷却速度3.3.8脱壳、落件、磨浇口目的工艺方法目的工艺方法脱除型壳振动脱壳磨除铸件上的浇冒口余根砂轮机磨削电液压清砂砂带磨床磨削高压水力清砂清除铸件表面/内腔的粘砂和氧化皮抛丸清理切除浇冒口和工艺筋砂轮切割喷砂清理压力切割或手工敲击化学清砂气割电化学清砂锯床切割清除铸件表面毛刺铸瘤风动磨头磨光碳弧气刨切割风动异形旋转锉切削阳极切割等离子切割3.3.9、铸件热处理A、铸钢件热处理工艺规范适用范围退火Ac3+20-30℃，炉冷所有铸钢件正火Ac3+30-50℃，空冷碳钢及低合金钢淬火Ac3+20-30℃，快冷（水、油）高碳钢及中、高合金钢回火Ac1以下，空冷或炉冷碳钢、低合金钢固溶处理Ac3以上较高温度，快冷奥氏体不锈钢B、球铁热处理工艺目的适用范围退火获得F低牌号球铁（F基体）正火获得P或S高牌号球铁（P基体）高温正火消除渗碳体组织中渗碳体异常3.3.10、后处理A、抛丸目的：清除铸件表面残砂、氧化皮；抛丸设备：滚筒式、橡胶履带式、转台式、吊钩式等；原理：叶轮高速旋转，将钢丸抛向铸件，以弹丸的动能打击铸件；抛丸机构成：抛丸器、弹丸循环系统、铸件运载装置、清理室、除尘系统B、精整精整目的适用范围1、打磨铸件表面细小缺陷打磨铸件表面毛刺、飞边、铸瘤、铁豆、轻微鼓包等缺陷，达到表面平整光滑2、局部尺寸修整局部尺寸超差时，通过打磨达到要求C、矫正矫正方法设备冷矫手工矫正专用工具矫正测具机械矫正液压机摩擦压力机矫正模热矫加热后在专用模具中矫正加热后压力矫正矫正模及夹具液压机或磨擦压力机矫正后检验：尺寸或形状位置偏差符合要求；表面探伤，不允许存在裂纹。3.3.11、探伤、防锈A、探伤探伤种类探伤缺陷应用荧光磁粉探伤铸件表面或近表面裂纹铸钢件、铸铁件等通磁材料X射线探伤铸件内部缩孔、缩松缺陷所有铸件材料超声波探伤铸件内部较大的缩孔、裂纹等缺陷铸钢件、铸铁件等通磁材料渗透探伤铸件表面裂纺不锈钢等非磁性材料B、防锈目的：保证铸件库存状态不锈蚀；方法：防锈液浸入法。3.3.12、品质检查A、外观质量检验内容检验项目检验方法铸件尺寸、形状和重量尺寸公差和形状公差量具、测具常规检测综合（专用）检具表面粗糙度表面粗糙度与标准样块对比粗糙度仪表面和近表面缺陷外观目视检验渗透检验肉眼观察荧光磁粉探伤着色检验标准：Q/DFLCM0108-2006熔模精密铸件技术条件B、内在质量检验内容检验项目检验方法化学成分化学成分化学分析光谱分析力学性能抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、硬度冲击韧性疲劳韧性拉伸试验硬度测试冲击试验疲劳试验宏观缺陷断口射线探伤放大镜或低倍显微镜工业CT微观缺陷金相组织晶粒度显微缩松脱碳层非金属夹杂物光学显微镜电子显微镜C、其它要求检验内容检验项目检验方法物理化学性能或特殊要求耐压密封性抗腐蚀性抗氧化性磁性能密封性检验盐雾试验抗氧化试验磁性能测定3.3.13、成品入库或下工序成品（不需加工）：按标准包装要求，定箱入库；半成品（需后序加工）：装箱发下序加工四、熔模铸造应用范围从产品类别来看，熔模精密铸件主要分为两大类：军工、航空类产品与商品类产品。前者质量要求高，后者质量不如前者。随着冷战时代的结束，各国军工产品大幅度减少，但民航、大型电站及工业涡轮发动机的发展，使得军工、航空类产品所占比例变化不大。现在熔模铸造除用于航空、军工部门外，几乎应用于所有工业部门，如电子、石油、化工、能源、交通运输、轻功、纺织、制药、医疗器械等领域。五、熔模铸造工艺发展趋势1、更大更薄：目前，熔模铸造生产的精密铸件，最大轮廓尺寸可达1.8m，而最小壁厚却不到2mm，最大铸件重量接近1000kg。2、更精：熔模铸件已经越来越精确，在ISO标准中的一般线性尺寸公差是CT4－6级，特殊线性尺寸公差高的可大CT3级，而熔模铸件表面粗糙度值也越来越小，可达到Ra0.8um。3、更强：由于材质的改进和工艺技术的进步使得铸件的性能越来越好。如飞机发动机用的涡轮叶片工作温度由980℃提高到1200℃；热等静压技术的应用使得熔模铸造生产的镍基高温合金、钛合金和铝合金的高温低周波疲劳性能提高3～10倍。1)模料及制模工艺对铸件尺寸的影响熔模尺寸偏差主要由于制模工艺不稳定而造成的，如合型力大小、压蜡温度（压蜡温度越高，熔模线收缩率越大）、压注压力（压注压力越大，熔模线收缩率越小）、保压时间（保压时间越长其收缩越小）、压型温度（压型温度越高，线收缩也越大）、开型时间、冷却方式、室温等因素波动而造成熔模尺寸偏差。2)制壳材料及工艺对铸件尺寸的影响型壳热膨胀影响着铸件尺寸。而型壳热膨胀又和制壳材料及工艺有关。六、熔模铸造件常见缺陷分析6.1铸件尺寸超差3)浇注条件对铸件尺寸的影响浇注时型壳温度、金属液浇注温度、铸件在型壳中的位置等均会影响铸件尺寸为防止铸件尺寸超差，应对影响铸件尺寸精度的众多因素都加以重视，严格控制原材料质量及工艺，以稳定铸件尺寸。1)影响熔模表面粗糙度的因素熔模表面粗糙度与所有压型表面粗糙度、压制方式（糊状模料压制或液态模料压制）和压制工艺参数选择有关。2)影响型壳表面粗糙度的因素（1）涂料不能很好地与熔模润湿（2）面层涂料粉液比低、型壳表面不致密（3）影响金属液精确复型的因素金属液复印型壳工作表面细节的能力，即充型能力；在此简称为“复型”能力。为使金属液能精确复型，就必须有足够高的型壳温度和金属液浇注温度，并保证金属液有足够的压力头。提高型壳温度对改善金属液流动能力、复型能力均有良好效果，故型壳温度是应当予以重视的因素。熔模铸造铸钢件用硅溶胶型壳，其焙烧温度达1150-1175℃，型壳出炉后迅速浇注，使铸件轮廓清晰，表面粗糙度低。6.2铸件表面粗糙（4）其它影响表面粗糙度的因素铸件表面氧化、铸件清理等。影响熔模铸件表面粗糙度的因素很多，要执行从原材料、压型到清理一整套严格工艺措施才能降低铸件表面粗糙度。A1、特征：铸件表面上粘附一层金属与型壳的化合物或型壳材料。又分为：机械、化学粘砂两类A2、形成原因：2Fe+O2=2Fe2FeO+SiO2=2FeOSiO2(硅酸亚铁)2Mn+O2=2MnO6.3铸件表面缺陷A、粘砂A3、防止措施①严格控制面层涂料及撒砂中的杂质含量，特别是Fe2O3含量。②正确选择型壳耐火材料，做高锰钢和高温合金钢铸件时，面层涂料、撒砂应选用中性耐火材料为宜，如电熔钢玉或锆英砂粉等。③合金在熔炼及浇注时，应尽可能避免金属液氧化并充分脱氧、除气。④在可能的条件下，适当降低金属液浇注温度，薄壁件以提高型壳温度，尽量做到出壳后马上浇注为宜。⑤改进浇注系统，改善型壳散热条件，防止局部过热。B、夹砂、鼠尾B1、特征：夹砂—铸件表面局部呈翘舌状金属疤块，金属疤块与铸件间夹有片状型壳层（砂），又称结疤夹砂。鼠尾—铸件表面呈现条纹状沟痕。夹砂鼠尾是熔模铸造中常见的表面缺陷，常出现在铸件大平面或过热处。B2、形成原因:型壳分层，主要有以下几种情况:①面层涂料撒砂后干燥、硬化不良。②面层撒砂太细，过度层撒砂太粗，造成过度层与面层结合不好及砂中粉尘太多。③涂下层时，上层存在浮砂未清除。④涂料粘度过大，涂料流动性不好，产生局部堆积造成硬化不良。⑤残余硬化液作用在下层涂料上，使涂料两面硬化，但两面都硬化不透，使涂料本身形成未硬化的夹层。B3、防止措施:①面层型壳充分干燥，硬化。②降低第二层涂料粘度,防止面涂料堆积。③面层撒砂不易过细，层间撒砂粒度差不易过于悬殊。④砂中粉尘含量及含水量要尽量小，并注意涂料前的浮砂去除。⑤型壳过湿不宜高温入炉焙烧⑥尽量避免铸件的大平面结构平面向上或平面浇注。⑦必要时，在大平面结构的铸件上加设工艺筋、工艺孔，防止型壳分层导致铸件产生此类缺陷。C1、特征：铸件表面上有许多密集的圆形浅洼斑点称麻点缺陷。C、麻点C2、形成原因：麻点是金属液中氧化物与型壳材料中氧化物发生化学反应形成的。经光谱分析,缺陷处金属中硅含量增加，而锰含量极少,熔渣的岩相分析表明，熔渣中含有硅酸铁，硅酸锰及硅酸钴等氧化物。另外，金属液温度过高，浇注过程中产生二次氧化,或在氧化气氛中凝固，也会造成铸件产生麻点缺陷。C3、防止措施：①严格控制面层耐火材料中杂质含量，特别是Fe2O3等氧化含量。②防止和减少金属氧化，尽量采用快速熔化，并对金属液进行充分的脱氧。③提高型壳焙烧温度，适当降低浇注温度，型壳浇注时要尽量保证型壳温度高，做到快出快浇。④采取浇注后在还原性气氛中凝固，如浇注后马上撒些废蜡或废机油等碳