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脱蜡铸造,又称失蜡铸造,是一种铸造方法,古代在青铜铸造上已经使用这种方法,现代的精密铸造中称为熔模精密铸造。

脱蜡法是先用蜡制造模,应用到翻沙上,就是将蜡制的样品埋入铸造的沙型中,夯实,然后加热,使沙型变得结实,蜡融化倒出,再将熔化的青铜或铁水倒入。一般翻砂是用木模或原型,得将砂型做成两半,再合在一起,模具必须可以从半个砂型中取出。而脱蜡法不必取出模具,因此可以铸造形状非常复杂的物品。现代精密铸造使用非常细的铸造沙,也是先做蜡模,然后将沙喷到模具上,高温烧制沙模,可以做出非常精细,形状非常复杂的模具。直接铸造出非常精密的零件,不必再进行机械加工。

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。

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)制程可局部自动化,以节省人力,提高生产速率

(2)生产成本较低

(3)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。

(4)尺寸稳定性较佳

脱蜡铸造的流程

脱蜡浇铸的工序流程是:模具设计——开模具——注蜡(模)——修整蜡模(焊蜡模)——种蜡树(——称重)——制作壳模——壳模焙烧——浇铸——振壳——清砂处理

下面分别讲述各个工序。    

一 .制作产品模具    

一般是模具是采用的铝模也有使用钢模的 但是使用起来不方便,厂里拿到图纸工程部分根据图纸设计出相应的模具,设计浇口。然后用铝材通过数控机床一系列的加工,制造出模具。

二. 注蜡    

模具开好后就可以进行注蜡操作了。注蜡操作应该注意对蜡温、压力以及胶模的压紧等因素。    

制作蜡模使用的蜡一般是兰色的模型石蜡,其融化温度在60℃左右,注蜡温度在65℃左右。还有一些其他颜色的石蜡,性质略有不同。蜡温及注射压力是由注蜡机决定的。注蜡机的类别通常有风压式和真空式两种。这两种注蜡机的注蜡原理基本相似,就是利用气压将熔融状态的蜡注入胶模。两者的区别在于真空式注蜡机能够先将胶模抽真空,在向胶模注蜡;而风压式注蜡机只能直接向胶模注蜡。所以通常操作以真空式注蜡机比较容易掌握,而风压式注蜡机则需要具有一定的经验。    

蜡机中的加热器和感温器能够使蜡液达到并保持一定的温度。通常注蜡机中蜡的温度应该保持在70~75℃之间,这样的温度能够保证蜡液的流动性。如果温度过低,蜡液不易注满蜡模,造成蜡模的残缺;反之蜡液温度过高,又会导致蜡液从胶模缝隙处溢出或从注蜡口溢出,容易形成飞边或烫伤手指。    

注蜡机蜡筒内的压力是由外接气泵提供的,一般应该保持在0.5~0.7at(或kgf/cm2)即0.051~0.071Bar之间,也可以根据蜡模的体积和复杂程度进行适当的调整。    

注蜡之前,首先应该打开胶模,检查胶模的完好性和清洁性。如果是使用过的胶模,就应该向胶模中尤其是形状比较细小复杂的位置喷洒脱蜡剂(也可撒上少量滑石粉),以利于取出蜡模;其次应该预热注蜡机,打开气泵,调整好压力和温度。    

注蜡时,应该用双手将夹板(可以是有机玻璃板或木板、铝板等)中的胶模夹紧,注意手指的分布应该使胶模受压均匀;将胶模水口对准注蜡嘴平行推进,顶牢注蜡嘴后双手不动,用脚轻轻踏合注蜡开关并随即松开,双手停留1~2秒后,将胶模放置片刻,即可打开胶模(如果胶模有底,应该首先将模底拉出),取出蜡模。蜡模取出后仔细检查,如果出现比较严重的缺边、断脚等问题,这样的蜡模就属于废品。如果是一些比较细小的缺陷,则应该进行蜡模的修整。

四. 修整蜡模    

 一般而言,注蜡后取出的蜡模都会或多或少地存在一些问题,如飞边、多重边、断爪、肉眼可见的砂眼、部分或整体结构变形、小孔不通、花头线条不清晰、花头搭边等等。对于飞边、多重边、花头不清晰、花头搭边等缺陷可以用手术刀片修光;对于砂眼、断爪可以用焊蜡器进行焊补;小孔不通的可以用焊针穿透;对于蜡模的变形可以在40~50℃的热水中进行校正.    

五 . 焊树组    

蜡模经过修整后,需要种蜡树,才能进行进一步的操作。    

种蜡树就是将制作好的蜡模按照一定的顺序,用焊蜡器沿圆周方向依次分层地焊接在一根蜡棒上,使Z终得到一棵形状酷似大树的蜡树,再将蜡树进行灌石膏等工序。种蜡树的基本要求是,蜡模要排列有序,关键是蜡模之间不能接触,既能够保持一定的间隙,又能够尽量多地将蜡模焊在蜡树上,也就是说,一棵蜡树上要尽量“种”上Z多数量的蜡模,已满足批量生产的需要 种蜡树必须“种”在一个圆形橡胶底盘上。这个橡胶底盘的直径是与不锈钢筒的内径配套的。一般橡胶底盘的直径有3吋、3吋半和4吋。底盘的正中心有一个突起的圆形凹孔,凹孔的直径与蜡树的蜡棒直径相当。“种蜡树”的一步,就是将蜡棒头部蘸一些融化的蜡液,趁热插入底盘的凹孔中,使蜡棒与凹孔结合牢固。第二步,逐层将蜡模焊接在蜡棒上,可以从蜡棒底部开始(由下向上),也可以从蜡棒头部开始(由上向下)。如果“种树”的技术比较熟练,两种方法操作起来的差别不大;但是一般使用从蜡棒头部开始(从上向下)的方法比较多,因为这种方法的优点是可以防止融化的蜡液滴落到焊好的蜡模上,能够避免因蜡液滴落造成的不必要的返工。    

种蜡树的操作过程应该注意以下一些问题。    

1)种蜡树的蜡模水道与蜡棒之间一般有45°的夹角,也就是说,蜡模的方向是倾斜向上的。只有这样才能便于金水顺利注入石膏模。这个夹角可以根据蜡模的大小和复杂程度进行适当的调整,小而复杂的蜡模可以减小夹角;反之,比较大的蜡模可以增大夹角。    

2)在种蜡树之前,应该首先对橡胶底盘进行称重。种蜡树完毕,再进行一次称重。将这两次称重的结果相减,可以得出蜡树的重量。将蜡树的重量按石蜡与铸造金属的密度比例换算成金属的重量,就可以估算出大概需要多少金属进行浇铸。    

3)种蜡树完毕,必须检查蜡模是否都已焊牢。如果没有焊牢,在灌石膏时就容易造成蜡模脱落,影响浇铸的进行。Z后,应该再检查蜡模之间是否有足够的间隙,蜡模若贴在一起,应该分开;如果蜡树上有滴落的蜡滴,应该用刀片修去。    

六. 制壳型     

蜡模的烘焙是保证浇铸正常进行的重要工序。一般而言,18K金的铸模烘焙时间为6~12小时,铂金的铸模烘焙时间为12~20小时。烘焙的作用主要有:脱蜡、干燥和浇铸保温。以18K金的烘焙为例,脱蜡温度为0~350℃,保温时间2小时;干燥温度为350~700℃,保温时间2~3小时;浇铸保温温度为600~500℃,保温时间1~2小时。    

Z后就是钢水浇铸到做好的壳里。

脱蜡铸造的注意事项

1、经常查看蒸汽锅炉脱蜡釜压力表,水位计和安全阀是否正常。

2、不要碰坏或刮伤脱蜡釜机门的密封填料,如果漏气应立即更换。

3、模组从制壳间运到脱蜡处应立即脱蜡,若延迟会造成型壳先期受热,因蜡料膨胀造成型壳开裂。

4、随时检查蒸汽脱蜡釜内的落砂情况,若过多,应及时清理(或用蒸汽清洗)。

5、做好安全生产,防止烫伤。