前言
精密铸造法是指使用非金属铸模,制品尺寸精度高于普通砂模铸件之铸造法的总称,包括脱蜡法(Lost Wax Casting或Investment Casting),石膏模法(Plaster Mold Casting)和陶瓷模(Ceramic Mold Casting)法三大类。
2 脱蜡法精密铸造
2-1 特征与优点
(1)铸件的最大界限长度为700mm,易作之长度在200mm以下。铸件之最大重量约100公斤,一般常为10公斤以下。
(2)铸件之尺寸公差20mm ±0.13mm,100mm ±0.30mm,200mm ±0.43mm,而小件之尺寸精度不易达到 ±0.10mm以内。角度公差为 ±0.5~±2.0度,铸件最小厚度0.5~1.5mm。铸件表面粗度约Rmax 4S~12S。
(3)铸件材质几无任何限制,如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金,各种钢材、钴基和镍基耐热合金,硬材料。
(4)制作形状复杂之工件,尺寸精度良好,切削加工少。
(5)节省材料浪费,并可大量生产。
脱蜡精密铸件广用于喷射引擎、燃气涡轮、蒸汽涡轮、飞机零件、内燃机、车辆、食品机械、印刷机械、制纸机械、压缩机、阀件、帮浦、计测仪、缝纫机、武器、事务机器、及其它机器零件。
2-2 制程
脱蜡铸造法有两大类:实心模(Solid Mold)法和陶壳模(Ceramic Shell Mold)法,后者为前者的改良法。
实心模法系在考虑蜡型的冷凝收缩量,铸模的加热膨胀量和熔融金属的冷凝收缩量之后,制作与最终铸件尺寸近似的模具。将融化的蜡质押灌注入此以金属或硅胶做成之模具内,取出蜡型后,浸入微粉耐火材料与粘结剂混泡而成之浆液。滴净之后,撒布粗粒耐火材料,使之干燥。放入铸框,将混练有粘结剂的耐火物粒填满之,然后干燥。接着加热使蜡质熔化流出来,作成铸模。以高温加热铸模,烧除少量残余之蜡质并提高其强度,接着注入金属熔液。
陶壳模法直到蜡型的制作都跟实心模法相同,只是在一次沾浆和淋砂(或浮砂)之后,并不进行包模作业,而是反复多次地进行沾浆和淋砂,直至获得预定的外壳厚度。干燥、加热、熔流出蜡质,高温加热再行浇注,这种方法为目前的脱蜡精密铸造业者所广泛采用,因其具有下列优点:
(1)尺寸稳定性较佳
(2)耐火材料使用量较少
(3)重量轻,易于搬运、处理、制作大型铸件
(4)制程可局部自动化,以节省人力,提高生产速率
(5)生产成本较低
(6)陶壳模较薄,浇注后铸件的冷却速率较高而均匀,故其机械性质较佳。
(A)主模型(Master Pattern)
主模型的外形与最终制品的近似,制作时须将蜡的冷凝收缩,铸模的加热膨胀与铸造金属的冷凝收缩列入考虑。例如蜡型的冷缩率是1.2%,铸模的热胀率是0.7%,铸造金属的冷缩率是1.7%时,则主模型的尺寸增加率则为2.2%,常用的材质有铝合金、铜合金和不锈钢等。