什么是熔模铸造?

熔模铸造工艺介绍

投资铸造,也称为精密铸造或丢失蜡铸造,是一种制造过程,其中蜡图案用于塑造一次性陶瓷模具。蜡状图案是以待铸造的物品的精确形状制成。该图案涂有耐火材料陶瓷材料。一旦陶瓷材料硬化,它就会倒置并加热直至蜡熔化并排出。硬化的陶瓷壳成为消耗品投资模具。将熔融金属倒入模具中并保持冷却。然后将金188比分直播吧足球比分手机属铸件从废模的破裂。

术语投资铸造是从“投资”(围绕)一种具有耐火材料的模式的过程。投资铸造通常在其他成型方法上选择,因为所产生的铸件具有精细细节和优异的铸造表面饰面。它们也可以用薄壁和复杂的内部通道铸造。与砂铸件不同,投资铸造不需要草案。

这些工艺质量可以提供净形状或近净形状铸件,为客户提供重大成本,劳动力和加工成本。它可以利用最常见的金属,包括铝,青铜,镁,碳钢和不锈钢。用投资铸造制造的零件包括涡轮叶片,医疗设备,枪械组件,齿轮,珠宝,高尔夫球杆头,以及许多具有复杂几何的机器组件。

纽约用熔模铸造的雕塑
在纽约的“仰望”雕塑使用熔模铸造技术来创造一个有影响力的不锈钢人物。

熔模铸造工艺

熔模铸造工艺包括几个步骤:金属模具构造、蜡模制作、陶瓷模具创建、浇注、凝固、落砂和清理。

1.金属压模构造

熔模铸造过程中蜡模和陶瓷模具被破坏,因此每一件铸件都需要一个新的蜡模。除非熔模铸造用于生产非常小的数量(这在艺术作品或原始珠宝中很常见),否则就需要一个模具来制造蜡的图案。

主模的尺寸必须仔细计算;它必须考虑蜡模的预期收缩,投资于蜡模的陶瓷材料的预期收缩,以及金属铸件本身的预期收缩。188比分直播吧足球比分手机

2.蜡模生产

蜡像的数量始终等于要生产的铸件数量;每个铸件都需要一个新的蜡模式。

将热蜡注入模具或模具并使其固化。可能需要核心以形成任何内部特征。得到的蜡模式是要生产的部分的精确复制品。该方法类似于压铸,但使用蜡代替熔融金属。

一个轮子的蜡图案
将热蜡注入模具或模具并使其固化,得到蜡状图案,其是待生产部件的精确复制品。

3.模具创造

门控系统(浇口,跑步杆和立管)连接到蜡模上。对于较小的铸件,若干蜡图案连接到中央蜡栅系统以形成类似的树木组件。通常连接在转轮杆的末端的浇口杯用于将熔融金属引入模具中。

将组装的“图案树”浸入细粒状二氧化硅的浆料中。重复浸渍,用每个浸渍涂覆逐渐耐火浆料。一旦耐火涂层达到所需的厚度,就可以干燥和硬化;干燥的涂层在图案和门控系统周围形成陶瓷壳。

陶瓷壳体的厚度取决于被铸造零件的尺寸和重量,以及被铸造金属的浇注温度。平均壁厚约为0.375英寸。(9.525毫米)。硬化的陶瓷模具被倒过来,放在烤箱里加热,直到蜡融化并排出。结果就是一个中空的陶瓷外壳。

许多陶瓷模具用于熔模铸造
一旦涂层的浆料达到所需的厚度,它被留在干燥和硬化,形成一个陶瓷外壳周围的图案。

4.倒

将陶瓷模具加热至约1000-2000°F(550-1100°C)。加热过程进一步强化模具,消除了任何剩余的蜡或污染物,并从模具材料蒸发水。

熔化的金属在它还热的时候就被倒入模具中——液态金属流入浇注杯,通过中央浇注系统,进入树上的每个模具型腔。预热的模具允许金属流动容易通过薄,详细的部分。由于模具和铸件会冷却和收缩在一起,因此它还可以创建一个具有更高尺寸精度的铸件。

5.冷却

浇注模具后,金属冷却并凝固。将模具冷却到固态所需的时间取决于铸造的材料和所制造的铸件的厚度。

6.落砂

一旦铸件凝固,陶瓷模具就会破裂,铸件就可以取出。陶瓷模具通常用手工或水射流破碎。一旦移除,单个铸件就可以通过手动冲击、锯切、切割、燃烧或液氮冷破碎的方法从浇注系统树中分离出来。

7.完成

通常采用打磨或喷砂等精加工操作来光滑闸门处的零件并消除缺陷。根据浇注铸件所用的金属的不同,可以采用热处理使最后部分变硬。

喷砂金属
喷砂通常用于清理和光滑金属零件,以消除缺陷。

何时使用投资铸造

由于其复杂性和劳动力要求,投资铸造是一个相对昂贵的过程 - 但是益处通常超过成本。几乎任何金属都可以投资。由投资铸造制造的零件通常很小,但该过程可有效用于重量75磅以上的零件。

熔模铸造能够生产具有良好铸态表面光洁度的复杂零件。熔模铸件不需要内置锥度来将部件从模具中取出,因为冷却后陶瓷外壳会从部件中脱落。这种生产特性使得90度的铸件在设计时没有收缩余量,也不需要额外的加工来获得这些角度。

熔模铸造工艺使零件具有优越的尺寸精度;净形零件是容易实现的,成品的形式往往没有二次加工。每一个独特的铸造流程都需要一个新的模具来生产蜡模。熔模铸造的工装可能相当昂贵;根据复杂性的不同,加工成本可能在1000美元到10000美元之间。

对于大批量订单,通过消除或减少二次加工所节省的时间和劳动力很容易弥补新模具的成本。少量的浇铸不太可能弥补投资。一般来说,熔模铸造是生产25个或25个以上零件的合理选择。

从一个新的蜡模到一个完整的铸造,通常需要7天的时间;大部分时间都是用来制作和干燥陶瓷外壳模具的。有些铸造厂具有快干能力,可以更快地生产铸件。熔模铸造的时间和劳动密集性不仅影响成本。铸造厂的设备和生产能力有限,所以熔模铸造较长的交货时间是常见的。

车轮精密铸造
熔模铸造用于制造具有优越尺寸精度的零件,在这种情况下,成品通常不需要二次加工。

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