铸造是最古老的制造方法之一,早期工艺可以追溯到数千年前,现代工艺可以追溯到 1893 年左右。虽然从那时起铸造方法和技术有了很大的改进,但基本原理保持不变。从本质上讲,熔融材料被倒入瓶坯型腔或模具中,在那里冷却并凝固成所需的形状。LS 根据零件和制造规格使用不同的铸造方法。现代操作中最常用的铸造工艺之一是熔模铸造。本指南将探讨熔模铸造基础知识,详细介绍了其过程和应用。通过了解其优势、局限性和应用,制造商可以更好地评估这种方法是否满足他们的生产需求。
什么是熔模铸造?
熔模铸造,也称为失蜡铸造或精密铸造,是一种先进的铸造工艺,主要用于生产形状复杂、尺寸精确、表面光滑的金属零件。核心原理是利用易熔材料(如蜡、塑料等)先制作与最终铸件形状一致的原型模型,然后在模型表面多次涂覆耐火材料,形成坚固的外壳。当模壳足够坚固时,内部的原型模型被加热熔化并排出,留下一个空心的耐火腔。最后,将熔融金属倒入型腔中。金属冷却凝固后,可以破壳取出形状复杂、精度高的金属铸件.
熔模铸造因其能够生产高精度、高质量和结构复杂的铸件而广泛应用于航空航天、医疗设备、汽车工业、精密仪器等领域。它允许设计师创建传统铸造方法难以实现的复杂几何形状,同时确保尺寸精度和铸件的表面质量.是现代工业中不可缺少的精密制造技术。
熔模铸造过程有哪些步骤?
这熔模铸造工艺以其高精度、高复杂性和良好的表面质量而闻名,特别适用于生产小型、形状复杂的金属零件。但是,该工艺也相对复杂且成本高昂,因此通常用于对铸造质量有严格要求的应用中。下面我们重点学习和了解熔模铸造工艺,主要包括以下步骤:
步骤 1:创建模具
该过程的第一步是创建所需工件的模具或模型。图案由蜡制成。它可以倒入模具中注塑,由蜡块手工雕刻而成,或使用3D 打印机以及适当的蜡质材料。
第 2 步:安装蜡质模型
熔模铸造工具涉及创建多个蜡质模型并将它们附加到“门”设备上。该设备是浇注金属或其他材料以最终制造所需工件的地方。
第 3 步:树组装
树组件完成蜡质模型在“门”设备上的安装。在此步骤中,它被称为树,因为每个单独的蜡质模型本质上都是一个“树枝”,一旦过程完成,它将是一个成品工件。您可能已经在新的棋盘游戏中看到过需要在使用前分离碎片的树形组件。
第 4 步:壳成型
组装树后,下一步是将带壳铸造围绕它。首先,将树浸入陶瓷浆液中。然后将其浸入细沙灰泥中。模具必须完全干燥才能使用。这两个过程可以多次完成,直到模具足够厚以处理铸造应力。
第 5 步:除蜡
在将所需的材料倒入新的带壳模具,必须先去除蜡质模型。这通常是通过在烤箱内加热蜡来完成的。蒸汽也可用于加热蜡。模具倒置放置,以便液态蜡可以从中流出并重新用于制作新的蜡质模型。脱蜡的另一种方法是加热蜡,使其“燃烧”掉并从带壳铸件中完全去除。
第 6 步:模具铸造
去除蜡后,带壳铸件内部将有正式蜡模形状的开放空间。将熔融金属或其他液体材料倒入铸件中。材料留在铸件中,直到完全冷却和凝固。
步骤7:从模具中取出铸件
剥离通常是通过锤击模具以释放铸件来完成的。将金属铸件与模具分离的其他方法包括水射流、介质喷射、振动和模具的化学溶解。然后,浇口、流道和其他浇注系统组件被分离和回收。
步骤 8 :后处理操作
熔模铸造工艺通常不需要后续加工。但是,如果结果不如预期,则铸件可能需要在使用前进行表面处理。通常,使用机床进行表面磨削足以抛光和修整任何表面缺陷。然而,根据具体情况,其他精加工工艺,如手工加工、焊接,并且可能需要液压矫直。
压铸和熔模铸造的可比性
参数 | 选角 | 铸 |
---|---|---|
设计和复杂性 | 适用于具有复杂设计、细小隔板、底切和严格公差的零件。然而,不能生产像熔模铸造一样先进的零件。 | 提供更好的设计灵活性,可以实体高级形状,获得精确的尺寸、高级几何形状和薄壁零件。 |
制造数量和价格效率 | 对于大批量制造运行更具成本效益。由于规模经济,销量增加导致单价下降。 | 由于其极其手册的过程而成本更高。尽管如此,对于大批量运行来说,它可能具有成本效益。 |
尺寸精度和地板端 | 生产尺寸精度和地板端部良好的零件。铸件越小,尺寸精度越好。 | 提供卓越的尺寸精度和出色的地板饰面。 |
模具利用率和可重用性 | 压铸模具有时是为长期使用而设计的,随着时间的推移,这可能会抵消初步的过高价值。 | 每一次独特的铸造都需要一个全新的模具来提供蜡质模型。使用的蜡通常可以回收再利用。 |
熔模铸造工艺中使用的材料
熔模铸造工艺以其在处理各种金属和合金方面的灵活性而闻名,每种金属和合金都具有特定的特性,以满足各种应用的需求。常用的材料包括:
材料 | 性能 | 环境适用性 | 成本注意事项 | 应用 |
---|---|---|---|---|
不锈钢 | 高强度、耐腐蚀性、耐用性 | 非常适合恶劣环境、高温 | 更昂贵、维护成本低 | 汽车零件、医疗设备、高尔夫球杆头 |
碳钢 | 强度高,机械加工性好 | 适用于一般环境,耐腐蚀性低 | 经济高效 | 汽车零部件、机械、建筑五金 |
铝合金 | 重量轻、强度重量比好、耐腐蚀性 | 适用于重量敏感环境,良好的耐腐蚀性 | 比碳钢贵 | 航空航天、汽车零部件、电子 |
超级合金 | 卓越的机械强度、抗蠕变性 | 非常适合高温和高腐蚀环境 | 成本高,长期耐用 | 燃气轮机、航空航天、船用部件 |
铜合金 | 优异的导电性、耐腐蚀性 | 适用于电气和海洋环境 | 成本适中 | 电气元件、水暖零件、装饰品 |
黄铜 | 良好的机械加工性、耐腐蚀性、美观性 | 适用于装饰性和耐腐蚀环境 | 成本适中 | 阀门、配件、装饰品 |
铸铁 | 高精度、强度、耐热性 | 适用于高强度应用,在酸性条件下可能会腐蚀 | 实惠 | 发动机部件、管道、机械 |
玻璃 | 透明度、特定的热性能 | 需要透明度和耐热性的特殊应用 | 复杂性导致成本较高 | 光学元件、专用容器和镜头 |
熔模铸造有哪些应用?
熔模铸造的应用范围很广,主要体现在以下几个方面:
- 航空航天领域:熔模铸造技术可以实现非常高的尺寸精度和表面光洁度,特别适用于生产形状复杂、精度要求高的铸件。在航空航天领域,它被广泛用于制造发动机叶片和涡轮盘等关键部件。这些零件对尺寸精度和表面质量有极高的要求,熔模铸造技术可以满足这些需求,并确保零件的性能和可靠性。
- 汽车制造领域:在汽车制造领域,熔模铸造技术用于制造形状复杂的零件,如发动机缸体、转向器等。这些零件对精度和表面质量也有很高的要求。熔模铸造技术可以提供高质量、高精度的铸件,从而提高汽车的性能和可靠性。
- 医疗器械制造:在医疗领域,熔模铸造技术还用于制造精密的医疗器械和植入物。这些医疗器械和植入物对尺寸精度和表面光洁度有极高的要求,以确保它们在使用过程中的安全性和有效性。熔模铸造技术可以满足这些需求,并为医疗器械制造提供高质量、高精度的铸件。
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常见问题
1.熔模铸造的基本原理是什么?
基本的熔模铸造原理是用易熔材料(通常是蜡)制作原型模具,然后在原型模具表面涂上多层耐火材料,形成模具外壳。模壳硬化干燥后,通过加热将原型模具熔化,得到与原型模具形状相对应的空心模壳。最后,将熔融金属倒入模具壳中。熔融金属冷却凝固后,模壳破裂,取出铸件。
2.熔模铸造的工艺流程是怎样的?
熔模铸造工艺主要包括以下步骤:制作原型模具:使用蜡或其他易熔材料通过注塑、压制等制作原型模具。涂层耐火材料:在原型模具表面涂覆多层耐火材料(如硅溶胶、石英砂等)。每层涂层后都需要干燥和硬化。熔化原型模具:将涂有耐火材料的原型模具放入焙烧炉中,加热使其熔化并排出原型模具,留下空壳。浇注熔融金属:将熔融金属(如钢、铝、铜等合金)倒入模壳中,等待熔融金属冷却凝固,形成铸件。清洁铸件:打破模壳,取出铸件,进行必要的清洁和加工。
3.熔模铸造适合哪些领域?
熔模铸造广泛应用于航空航天、汽车、医疗设备、工业机械、艺术品制造等领域。特别是在制造需要高精度、复杂形状和高性能材料的部件时,熔模铸造具有显着优势。
4.熔模铸造要多少钱?
这熔模铸造成本比较高,主要是由于工艺复杂,所需材料和设备成本高。然而,对于精度高、形状复杂、性能要求的铸件,熔模铸造的成本效益是显着的,因为它可以降低后续加工和废品率,提高生产效率。
总结
熔模铸造是一种精密铸造方法这包括制作易熔模型、涂覆耐火材料、熔化丢失的模型、烘烤模具外壳和浇注熔融金属。金属冷却凝固后,取出铸件。熔模铸造工艺通过其独特的工艺和技术为现代工业提供高精度、高质量和高柔性的金属成型解决方案。该工艺的不断改进和创新将进一步推动其在未来工业制造中的应用和发展。
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资源
https://en.wikipedia.org/wiki/Investment_casting