熔模精密鑄造工藝

這種方法古代已經(jīng)有了，在遙遠(yuǎn)的公元前數(shù)百年，我國(guó)古代勞動(dòng)人民就創(chuàng)造了這種失蠟精密鑄造技術(shù)，用來(lái)精密鑄造帶有各種精細(xì)花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品。根據(jù)專(zhuān)家鑒定，我國(guó)出土的殷商時(shí)期的青銅器和春秋時(shí)的曾侯乙墓尊盤(pán)等的制造就使用了這種很巧妙的技術(shù)。曾侯乙墓尊盤(pán)底座為多條相互纏繞的龍，首尾相連，上下交錯(cuò)，形成中間鏤空的多層云紋狀圖案。這些圖案用普通精密鑄造工藝很難制造出來(lái)，而用失蠟法精密鑄造工藝，可以利用石蠟沒(méi)有強(qiáng)度、易于雕刻的特點(diǎn)，用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤(pán)一樣的石蠟材質(zhì)的工藝品，然后再附加澆注系統(tǒng)，涂料、脫蠟、澆注，就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤(pán)。 在金屬首飾以及很多非金屬工藝品的制造上，使用這種方法也是源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，至今仍然是很多首飾和工藝品生產(chǎn)的主要方法。

現(xiàn)代熔模精密鑄造是在古代蠟?zāi)＞荑T造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。二戰(zhàn)時(shí)期，駐云南保山的盟軍技術(shù)專(zhuān)家見(jiàn)到當(dāng)?shù)厝擞眠@種方法制造工藝品深受啟發(fā)，將其改進(jìn)并用到機(jī)械構(gòu)件的生產(chǎn)上，從此該種技術(shù)在世界各地迅速得到發(fā)展。現(xiàn)代熔模精密鑄造方法在工業(yè)生產(chǎn)中得到實(shí)際應(yīng)用是在20世紀(jì)40年代。當(dāng)時(shí)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，要求制造像葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜，尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機(jī)械加工，零件形狀復(fù)雜，以致不能或難于用其它方法制造，因此需要尋找一種新的精密的成型工藝，于是借鑒古代流傳下來(lái)的失蠟精密鑄造，經(jīng)過(guò)對(duì)材料和工藝的改進(jìn)，現(xiàn)代熔模精密鑄造方法在古代工藝的基礎(chǔ)上獲得重要的發(fā)展。航空工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了熔模精密鑄造的應(yīng)用，而熔模精密鑄造的不斷改進(jìn)和完善也為航空工業(yè)進(jìn)一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件。 其后這種先進(jìn)的精密鑄造工藝得到巨大的發(fā)展，相繼在航空、汽車(chē)、機(jī)床、船舶、內(nèi)燃機(jī)、氣輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等制造工業(yè)中被廣泛采用，同時(shí)也用于工藝美術(shù)品的制造。 近十年來(lái)，熔模精密鑄造一直以較高的速度向前發(fā)展著。世界各主要工業(yè)國(guó)平均以7%~12%的速度遞增，特殊用途的鑄件將以30%的驚人速度遞增，從而推動(dòng)了熔模精密鑄造蠟開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展。

熔模鑄造用蠟開(kāi)發(fā)進(jìn)展

精密鑄造蠟是在熔模精密鑄造中制造零件鑄模的專(zhuān)用材料，是決定鑄件質(zhì)量的重要因素之一。熔模鑄造用蠟品種主要有低溫模料、中溫模料和高溫模料，主要使用的模料是低溫模料和中溫模料。我國(guó)進(jìn)口的模料也主要是中溫模料。

美國(guó)熔模鑄造技術(shù)水平較高，得益于三大支柱，即先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的原材料和嚴(yán)格認(rèn)真的操作。如美國(guó)熔模鑄造廠每次使用的模料均是模料廠生產(chǎn)的新模料。熔模鑄造廠不對(duì)使用過(guò)的模料回收處理，回收的模料送到模料專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠統(tǒng)一處理。由于模料廠出廠的模料質(zhì)量較高且均一，保障了熔模鑄造廠蠟?zāi)５某叽缇群捅砻尜|(zhì)量，蠟的灰分和雜質(zhì)也得到了控制。國(guó)外通常有專(zhuān)業(yè)公司，匯集相關(guān)技術(shù)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)熔模鑄造模料。所生產(chǎn)的模料具有穩(wěn)定性好、收縮率低、表面光潔、強(qiáng)度高、成型性好并針對(duì)不同的零件生產(chǎn)不同性能的模料。國(guó)外所生產(chǎn)的模料種類(lèi)有加填料模料和非加填料模料，并細(xì)分為模型用蠟、修補(bǔ)蠟、可乳化蠟、澆口用蠟、嵌封用蠟的粘結(jié)蠟等。

近幾年來(lái)，我國(guó)許多單位研制成功了許多系列模料且產(chǎn)品質(zhì)量較高。我國(guó)北京正大德技術(shù)開(kāi)發(fā)中心研制生產(chǎn)了WMⅡ系列模料。該系列模料品種多，可提供用于不同制殼材料、不同脫蠟溫度、不同尺寸形狀的模料，可用于替代進(jìn)口產(chǎn)品。上海市金山模料廠生產(chǎn)WM系列模料，十余個(gè)品種，年產(chǎn)量約200噸。沈陽(yáng)鑄造研究所研制生產(chǎn)F-01等中溫模料和填料模料。另外，沈陽(yáng)風(fēng)動(dòng)工具廠、北京油泵油嘴廠、太原晉西機(jī)械廠和成都化工所也生產(chǎn)質(zhì)量較高的蠟基中溫模料。

國(guó)外熔模鑄造用蠟的生產(chǎn)品種主要有美國(guó)生產(chǎn)的CL-162系列和Master系列模料、英國(guó)Dussek Campbell公司生產(chǎn)的Castylene系列模料、日本生產(chǎn)的K系列模料(如K512)和前蘇聯(lián)生產(chǎn)的P-3模料等。

模料性能的優(yōu)劣是由其配方?jīng)Q定的，因此各生產(chǎn)廠非常重視模料配方的研究。

我國(guó)于20世紀(jì)五六十年代開(kāi)始將熔模精密鑄造應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)熔模精密鑄造工業(yè)生產(chǎn)較早，但模料精密鑄造蠟的開(kāi)發(fā)相對(duì)滯后。90年代以前，我國(guó)熔模制造廠大都采用石蠟硬脂酸模料、水玻璃型殼工藝，生產(chǎn)質(zhì)量要求不高的熔模鑄件。2006年前，全國(guó)該類(lèi)精鑄廠約有1350家，年產(chǎn)15萬(wàn)噸鑄件，消耗以石蠟硬脂酸為主要組分的精密鑄造蠟約3750噸。

2007年國(guó)內(nèi)部分地區(qū)精密鑄造蠟用量如下:

寧夏、西安地區(qū)低溫精密鑄造蠟用量約500~800噸/年，中溫精密鑄造蠟100~200噸/年。其中，寧夏吳忠儀表廠和西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司低溫精密鑄造蠟自己調(diào)制，中溫精密鑄造蠟主要靠進(jìn)口。

低溫精密鑄造蠟市場(chǎng)用量較大，在1000~2000噸/年左右，中溫精密鑄造蠟用量約100~300噸/年，主要為國(guó)外加工鑄件，鑄造蠟以臺(tái)灣地區(qū)較多。

熔模精密鑄造企業(yè)較少，以低溫精密鑄造蠟為主，大多為自調(diào)產(chǎn)品，洛陽(yáng)**拖拉機(jī)廠用量100多噸/年。

加上其它地區(qū)，精密鑄造蠟國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量達(dá)到5000噸/年。

我國(guó)大部分熔模鑄造廠使用的模料是熔模鑄造廠自制的石蠟--硬脂酸低溫模料。其質(zhì)量低、成本高，且嚴(yán)重影響鑄件質(zhì)量的提高，所生產(chǎn)的鑄件在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力小。然而，我國(guó)許多熔模鑄造生產(chǎn)廠希望生產(chǎn)的鑄件用于出口。鑄件要出口，就要提高鑄件產(chǎn)品質(zhì)量。因此，一方面需要先進(jìn)的熔模鑄造設(shè)備，另一方面需要高質(zhì)量的模料。顯然，熔模鑄造生產(chǎn)廠自給自足式的模料生產(chǎn)辦法是很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的模料，因而此狀況與現(xiàn)代化的大生產(chǎn)相矛盾。近年來(lái)，我國(guó)引進(jìn)了許多現(xiàn)代化的熔模精鑄設(shè)備和高質(zhì)量的模料，而且隨著與海外的往來(lái)與日俱增，進(jìn)口模料品種、規(guī)格日益增多。由此可見(jiàn)，我國(guó)模料的生產(chǎn)面臨著改進(jìn)模料產(chǎn)品質(zhì)量和擴(kuò)大模料品種等艱巨任務(wù)與挑戰(zhàn)。

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