脫蠟鑄造,又稱失蠟鑄造,是一種鑄造方法,古代在青銅鑄造上已經使用這種方法,現代的精密鑄造中稱為熔模精密鑄造。
脫蠟法是先用蠟制造模,應用到翻沙上,就是將蠟制的樣品埋入鑄造的沙型中,夯實,然后加熱,使沙型變得結實,蠟融化倒出,再將熔化的青銅或鐵水倒入。一般翻砂是用木?;蛟?,得將砂型做成兩半,再合在一起,模具必須可以從半個砂型中取出。而脫蠟法不必取出模具,因此可以鑄造形狀非常復雜的物品?,F代精密鑄造使用非常細的鑄造沙,也是先做蠟模,然后將沙噴到模具上,高溫燒制沙模,可以做出非常精細,形狀非常復雜的模具。直接鑄造出非常精密的零件,不必再進行機械加工。
脫蠟鑄造法有兩大類:實心模(Solid Mold)法和陶殼模(Ceramic Shell Mold)法,后者為前者的改良法。
陶殼模法直到蠟型的制作都跟實心模法相同,只是在一次沾漿和淋砂(或浮砂)之后,并不進行包模作業,而是反復多次地進行沾漿和淋砂,直至獲得預定的外殼厚度。干燥、加熱、熔流出蠟質,高溫加熱再行澆注,這種方法為目前的脫蠟精密鑄造業者所廣泛采用,因其具有下列優點:
(1)制程可局部自動化,以節省人力,提高生產速率
(2)生產成本較低
(3)陶殼模較薄,澆注后鑄件的冷卻速率較高而均勻,故其機械性質較佳。
(4)尺寸穩定性較佳
脫蠟鑄造的流程
脫蠟澆鑄的工序流程是:模具設計——開模具——注蠟(模)——修整蠟模(焊蠟模)——種蠟樹(——稱重)——制作殼?!獨つ1簾獫茶T——振殼——清砂處理
下面分別講述各個工序?! ?/p>
一 .制作產品模具
一般是模具是采用的鋁模也有使用鋼模的 但是使用起來不方便,廠里拿到圖紙工程部分根據圖紙設計出相應的模具,設計澆口。然后用鋁材通過數控機床一系列的加工,制造出模具。
二. 注蠟
模具開好后就可以進行注蠟操作了。注蠟操作應該注意對蠟溫、壓力以及膠模的壓緊等因素?! ?/p>
制作蠟模使用的蠟一般是蘭色的模型石蠟,其融化溫度在60℃左右,注蠟溫度在65℃左右。還有一些其他顏色的石蠟,性質略有不同。蠟溫及注射壓力是由注蠟機決定的。注蠟機的類別通常有風壓式和真空式兩種。這兩種注蠟機的注蠟原理基本相似,就是利用氣壓將熔融狀態的蠟注入膠模。兩者的區別在于真空式注蠟機能夠先將膠模抽真空,在向膠模注蠟;而風壓式注蠟機只能直接向膠模注蠟。所以通常操作以真空式注蠟機比較容易掌握,而風壓式注蠟機則需要具有一定的經驗?! ?/p>
蠟機中的加熱器和感溫器能夠使蠟液達到并保持一定的溫度。通常注蠟機中蠟的溫度應該保持在70~75℃之間,這樣的溫度能夠保證蠟液的流動性。如果溫度過低,蠟液不易注滿蠟模,造成蠟模的殘缺;反之蠟液溫度過高,又會導致蠟液從膠??p隙處溢出或從注蠟口溢出,容易形成飛邊或燙傷手指?! ?/p>
注蠟機蠟筒內的壓力是由外接氣泵提供的,一般應該保持在0.5~0.7at(或kgf/cm2)即0.051~0.071Bar之間,也可以根據蠟模的體積和復雜程度進行適當的調整?! ?/p>
注蠟之前,首先應該打開膠模,檢查膠模的完好性和清潔性。如果是使用過的膠模,就應該向膠模中尤其是形狀比較細小復雜的位置噴灑脫蠟劑(也可撒上少量滑石粉),以利于取出蠟模;其次應該預熱注蠟機,打開氣泵,調整好壓力和溫度?! ?/p>
注蠟時,應該用雙手將夾板(可以是有機玻璃板或木板、鋁板等)中的膠模夾緊,注意手指的分布應該使膠模受壓均勻;將膠模水口對準注蠟嘴平行推進,頂牢注蠟嘴后雙手不動,用腳輕輕踏合注蠟開關并隨即松開,雙手停留1~2秒后,將膠模放置片刻,即可打開膠模(如果膠模有底,應該首先將模底拉出),取出蠟模。蠟模取出后仔細檢查,如果出現比較嚴重的缺邊、斷腳等問題,這樣的蠟模就屬于廢品。如果是一些比較細小的缺陷,則應該進行蠟模的修整。
四. 修整蠟?! ?/p>
一般而言,注蠟后取出的蠟模都會或多或少地存在一些問題,如飛邊、多重邊、斷爪、肉眼可見的砂眼、部分或整體結構變形、小孔不通、花頭線條不清晰、花頭搭邊等等。對于飛邊、多重邊、花頭不清晰、花頭搭邊等缺陷可以用手術刀片修光;對于砂眼、斷爪可以用焊蠟器進行焊補;小孔不通的可以用焊針穿透;對于蠟模的變形可以在40~50℃的熱水中進行校正.
五 . 焊樹組
蠟模經過修整后,需要種蠟樹,才能進行進一步的操作?! ?/p>
種蠟樹就是將制作好的蠟模按照一定的順序,用焊蠟器沿圓周方向依次分層地焊接在一根蠟棒上,使最終得到一棵形狀酷似大樹的蠟樹,再將蠟樹進行灌石膏等工序。種蠟樹的基本要求是,蠟模要排列有序,關鍵是蠟模之間不能接觸,既能夠保持一定的間隙,又能夠盡量多地將蠟模焊在蠟樹上,也就是說,一棵蠟樹上要盡量“種”上最多數量的蠟模,已滿足批量生產的需要 種蠟樹必須“種”在一個圓形橡膠底盤上。這個橡膠底盤的直徑是與不銹鋼筒的內徑配套的。一般橡膠底盤的直徑有3吋、3吋半和4吋。底盤的正中心有一個突起的圓形凹孔,凹孔的直徑與蠟樹的蠟棒直徑相當?!胺N蠟樹”的一步,就是將蠟棒頭部蘸一些融化的蠟液,趁熱插入底盤的凹孔中,使蠟棒與凹孔結合牢固。第二步,逐層將蠟模焊接在蠟棒上,可以從蠟棒底部開始(由下向上),也可以從蠟棒頭部開始(由上向下)。如果“種樹”的技術比較熟練,兩種方法操作起來的差別不大;但是一般使用從蠟棒頭部開始(從上向下)的方法比較多,因為這種方法的優點是可以防止融化的蠟液滴落到焊好的蠟模上,能夠避免因蠟液滴落造成的不必要的返工?! ?/p>
種蠟樹的操作過程應該注意以下一些問題?! ?/p>
1)種蠟樹的蠟模水道與蠟棒之間一般有45°的夾角,也就是說,蠟模的方向是傾斜向上的。只有這樣才能便于金水順利注入石膏模。這個夾角可以根據蠟模的大小和復雜程度進行適當的調整,小而復雜的蠟??梢詼p小夾角;反之,比較大的蠟??梢栽龃髪A角?! ?/p>
2)在種蠟樹之前,應該首先對橡膠底盤進行稱重。種蠟樹完畢,再進行一次稱重。將這兩次稱重的結果相減,可以得出蠟樹的重量。將蠟樹的重量按石蠟與鑄造金屬的密度比例換算成金屬的重量,就可以估算出大概需要多少金屬進行澆鑄?! ?/p>
3)種蠟樹完畢,必須檢查蠟模是否都已焊牢。如果沒有焊牢,在灌石膏時就容易造成蠟模脫落,影響澆鑄的進行。最后,應該再檢查蠟模之間是否有足夠的間隙,蠟模若貼在一起,應該分開;如果蠟樹上有滴落的蠟滴,應該用刀片修去?! ?/p>
六. 制殼型
蠟模的烘焙是保證澆鑄正常進行的重要工序。一般而言,18K金的鑄模烘焙時間為6~12小時,鉑金的鑄模烘焙時間為12~20小時。烘焙的作用主要有:脫蠟、干燥和澆鑄保溫。以18K金的烘焙為例,脫蠟溫度為0~350℃,保溫時間2小時;干燥溫度為350~700℃,保溫時間2~3小時;澆鑄保溫溫度為600~500℃,保溫時間1~2小時?! ?/p>
最后就是鋼水澆鑄到做好的殼里。
脫蠟鑄造的注意事項
1、經常查看蒸汽鍋爐脫蠟釜壓力表,水位計和安全閥是否正常。
2、不要碰壞或刮傷脫蠟釜機門的密封填料,如果漏氣應立即更換。
3、模組從制殼間運到脫蠟處應立即脫蠟,若延遲會造成型殼先期受熱,因蠟料膨脹造成型殼開裂。
4、隨時檢查蒸汽脫蠟釜內的落砂情況,若過多,應及時清理(或用蒸汽清洗)。
5、做好安全生產,防止燙傷。