失蜡铸造

2.0~3.0 1.5 2.5~3.5 2.0 2.5~4.0 2.0 3.0~4.0 2.5 3.0~4.0 2.5 3.0~5.0 2.5 3. 0~5.0 2.5 2.0~4.0 1.0
2.5~3.5 2.0 3.0~4.0 2.5
3.0~4.5 2.5
3.0~5.0 3.0
3.5~5.0 3.0
1.3 压型种类及制造方法
1.3.1 压型的种类
压型:用来制造易熔模的模具。 压型腔的尺寸精度、表面粗糙度和压型结构，直接影响易熔模的生产效率和压型制造成本
按压型材料分为：
金属压型和非金属压型。 金属压型又分为： 钢模，铝合金模，易熔合金模压型；
非金属压型分为石膏压型，硅橡胶压型，环氧树脂压型等。 各种压型的特点及应用范围如表所示。
3.5~6.0 3.0
3.5~6.0 3.0
—
—
3.0~4.0 3.5~5.0 4.0~5.0 4.0~6.0 4.0~6.0 4.0~7.0 4.0~7.0
—
2.5 3.0 3.5 3.5 3.5 3.5 4.0
—
2．圆角
• 一般情况下铸件上各转角处都设计成圆角，否则容易产生裂纹、缩松。铸件上内圆角 和外圆角按下式计算
当量热节圆直径Dc的求法
重量系数K的求法
当量热节法计算举例
制动凸轮铸件如图所示，铸件重230g 1）铸件热节部位截面axb：16mm×30mm 2）由图查当量热节直径Dc，用直尺连接a=30mm，b=16mm，两点交Dc线于一点，即得 Dc=21mm。 3）根据铸件重量W=230g，Dc=21mm。查图求重量系数K，用直尺连接W，Dc两点交K线于一点， 该点为K=0.89。 4）根据d=K×Dc，可求得d=0.89×21=18.8mm 5) 当采用矩形内浇道时，先定矩形某一边尺寸a=16mm，然后返过来应用图，由a=16， d=18.8查得b=23mm，于是内浇道截面尺寸定为16×23mm

r=(d+δ)/k

R=r+ (d+δ)/2
r——转角内圆角mm；R——转角外圆角mm
d, δ——连接壁的壁厚；k——转角的圆角
系数，根据角度大小接图选取。
• 为了便于取模，抽芯，在拔模面应设有铸造 • 斜度，铸造斜度的取值如下。
3．铸造斜度
为了便于取模，抽芯，在拔模面应设有铸造斜度，铸造斜度的取值如下。
模料热胀冷缩小，才能提高熔模尺寸精度，也才能减少脱腊时因模料膨胀引起的型壳胀裂现象。因此模 料的线收缩率是模料重要的性能指标之一，一般应小于1%。优质模料线收缩率仅为0.3%~0.5%。 4．强度 为保证生产过程中不损坏，熔模需要有一定强度，模料强度多以抗弯强度表示，一般模料抗弯强度应不低于 2.0MPa，最好为5.0~8.0MPa。 5．硬度为保持熔模表面质量，模料应有足够的硬度，以防表面损伤。模料硬度常以针入度表示，常为4~6度 （1度=10-1mm） 6．粘度和流动性
工艺流程：
压型制造
熔模样件 制造
组装模组
型壳制造、 脱蜡、焙烧
填砂、浇注
熔模铸造的特点
1. 铸件尺寸精度高（CT4-CT7）；表面粗糙度低（Ra1.6-6.3μm）。减少了铸件的切削加 工余量，甚至可实现近净型铸造。
2. 能生产形状复杂的薄壁铸件。如前机匣（由内、外环和14件叶片组成）。如发动机叶 片，叶型的最小壁厚可达0.7mm。
热机械混 合均匀化
浇注成 料锭
料锭 破碎
模组检 验标号
模组 组焊
蜡模及浇注 系统除油
蜡模 修补
压型准备
重熔 模料
模料 压注
蜡模 检验
蜡模 校型
1.4.1 模料
一、对模料的基本要求概括为工作性能要求和工艺性能要求
1．熔化温度和凝固温度区间兼顾模料耐热性要求并考虑到工艺操作方便，熔化温度常选在50~80℃之间，凝 固温度区间以5~10℃为宜。 2．耐热性 模料耐热性是指温度升高时其抗软化变形的能力，它影响着熔模和铸件的精度。通常用热变形量来表示，要 求35℃温度时模量热变形量△H35-2≤2mm。 3．收缩率
应用范围 1．生产批量大的铸件 2．要求尺寸精度高、表面粗糙度
值低的铸件
1．生产批量较大（几千件）的铸 件
2．机械加工困难的、型腔复杂的 压型
3．试生产铸件
石膏压型 硅橡胶压型 环氧树脂压型
1．材料：石膏 2．尺寸精度低，型腔表面粗糙度Ra=6.3~1.6цm 3．母模可用木模，生产周期短，成本低
1．材料：硅橡胶 2．填充性好，复制性强、周期短 3．精度低，抗拉强度低、寿命短 4．质地较软，使用时外形需要硬质材料衬托
＞350 推荐值
最小值
铅锡合金 锌合金
铸铁 铜合金 镁合金 铝合金 碳钢 高温合金
1.0~1.5 0.7 1.5~2.0 1.0 1.5~2.0 1.0 2.0~2.5 1.5 2.0~2.5 1.5 2.0~2.5 1.5 2.0~2.5 1.5 0.9~2.0 0.6
1.5~2.0 1.0 2.0~3.0 1.5 2.0~3.5 1.5 2.5~4.0 2.0 2.5~4.0 2.0 2.5~4.0 2.0 2.5~4.0 2.0 1.5~3.0 0.8
Lost wax casting process
1.1 概述
定义：用熔模材料（通常为低熔点的材料如蜡料）制成熔模样件并组成模组，然后在模组表面上涂料 （耐火材料），待干燥固化后，将模组加热熔出模料形成中空型壳，经高温烧结后浇注金属液体，清理 后得到铸件。由于熔模材料通常为蜡基材料，因此又称“失蜡铸造”。
0.5 0.5~0.1 1.0~1.5
1.5~2.0
2.0~4.0
＞400~630 2.0~3.0
6．线收缩率
影响熔模铸件尺寸的收缩因素包括合金的收缩；模料的收缩；型壳的膨胀等，这几方 面综合的影响称为熔模铸件的综合线收缩率。
1.2.2 熔模铸造浇注系统设计
一、浇注系统作用 1．把液体金属引入型腔 注意充型平稳，避免金属液氧化和卷入气体，保证不产生冷隔和浇不足缺陷。 2．补充液体金属凝固时体积收缩浇注系统应能保证补缩时通道畅通，并保证能提供给 铸件必要的补缩金属液，避免铸件产生缩孔、疏松。 3．在组焊与制壳时起支撑易熔模和型壳作用。要求有足够强度，防止制壳过程中易熔 模脱落。 4．在熔化易熔模时，起液体模料流出的通道作用，浇注系统应能保证排除模料通畅。
1．最小壁厚
由于熔模铸造的型壳内表面光洁，并且一般为热型壳浇注，因此熔模铸件壁厚允许设计得较薄，最 小壁厚与合金种类及铸件轮廓尺寸有关。
熔模铸件的最小壁厚（单位：mm）
铸件 材料
＞10~50
＞50~100
推荐值 最小值 推荐值 最小值
铸件轮廓尺寸
＞100~200
＞200~500
铸件最小壁厚
推荐值 最小值 推荐值 最小值
5）．减少不通孔
合理
不合理
6）．简化压型加工
合理
不合理
7）．设计必要的工艺筋
A）．防止环形件、框型件变形设计的工艺筋
B）．防止铸件开口部位变形而设计的工艺筋
C）．减少大平面，防止壳形变形
8）．设计必要的工艺孔
A）．防止大平面型壳变形设计工艺孔
B）．减少热节、防止缩孔设计工艺孔
二．铸件结构要素及工艺参数选定
1．单件小批生产 2．精度要求较低铸件 3．试生产铸件
1．复制工艺制品 2．尺寸精度不高的试验铸件
1．材料：塑料、金属母模（钢、铝、铜的机械加工件） 1．生产批量较小时
2．尺寸精度比铸造压型略低
2．要求尺寸精度较低的铸件
3．生产周期短、成本低
3．机械加工困难的型腔复杂压型
4．散热性差，制造易熔模时取模困难，生产率低
2）、内浇道尺寸的确定
a．比例系数法 此法依据铸件上热节圆直径或热节圆截面积，由下式确定 内浇道直径或内浇道截面积。
D内=（0.6~1.0）D节
S内=（0.4~0.9）S节 式中： D内—内浇道直径，mm
D节—铸件上热节圆直径，mm S内—内浇道截面积，mm2 S节—铸件上热节圆截面积，mm2 这种方法简单，但精度差，因为比例系数取值范围较大。
热节圆直径的求法
b．当量热节法
该方法是根据补缩需要，把铸件热节换算成一个圆柱体单元，并令该单元与铸件热节具有 相同凝固模数和重量，此单元圆柱体的直径称为当量热节直径，那么，内浇道尺寸的大小 就以此当量直径为基础，推导出一个计算公式：
d—内浇道尺寸，mm
d=k×Dc
K—重量系数
Dc—当量热节直径，mm 当内浇道为圆截面时，则d即为内浇道直径，当铸件热节部位的截面形状为长方形断面axb 时，可由图求得当量热节圆直径Dc，K为重量系数，根据铸件重量W和Dc，由图查出。
wenku.baidu.com 二、浇注系统结构
按浇注系统组成分为： 1）直浇道一内浇道结构形式： 直浇道兼起冒口作用，操作方便，但排渣不利。
2）横浇道一内浇道结构形式： 常用于顶注，有利于顺序凝固。
3）直浇道一横浇道一内浇道结构形式
按合金液注入铸件部位分为： 1）顶注式： 合金液从型腔的顶部注入，铸件自下而上凝固， 合金液易飞溅，排气不畅，适用于高度较低的 铸件。
4．试生产铸件
1.3.2 压型组成
压型主要由型体、型芯，定位元件、锁紧机构，抽芯机构，起模机构组成
手工压蜡的压型结构图
由底座14，右半型1，左半型3， 和盖板8四块组成内腔由型芯2形成
1.4 易熔模制造
• 易熔模简称熔模，熔模的质量影响铸件的尺寸精度及表面粗糙度，易熔模制造工艺流 程如图所示。
原材料 定量
2）侧注式： 合金液从型腔侧面注入，铸件补缩好，应用较广泛。
3）底注式： 合金液型腔底部平稳注入，不易产生夹渣。气孔。不利于顺序凝固，需增设冒口。
三、浇注系统计算
步骤： 1）确定浇注系统形式：封闭式或开放式。 2）计算内浇道尺寸。 3）根据浇注系统形式，计算直浇道、横浇道的尺寸。
1）浇注系统形式的确定
一、铸件结构的合理性
铸件结构是否合理，对于铸件质量、生产工艺的可行性和简易性以及生产成本等影响很大，根据生 产实际，总结出铸件结构合理性的几条基本原则。
1）．易于从压型中取模
合理
不合理
合理
不合理
2）．易于抽芯
合理 合理
不合理 不合理
3）．壁厚均匀，减少热节
合理
不合理
4）．避免大平面
合理
不合理
3. 合金材料不受限制. 钢铁、铜、铝、钛、镁等。熔点高的镍基高温合金；锌、锡等低 熔点金属。
4. 熔模铸造存在一定局限性。工艺流程烦琐，生产周期长、铸件尺寸不宜太大。
熔模铸造典型产品应用实例
1.2 熔模铸件工艺设计
1.2.1 铸件结构设计
目的就是对于一些零件图做必要修改，得到适合熔模铸造特点的最合理的铸件结构。
封闭式或开放式浇注系统是按照直浇道、横浇道、内浇道的尺寸比例划分的。
封闭式浇注系统
优点： 1）金属液完全充满浇注系统，可防止金属液卷入气体。 2）有较好挡渣能力 缺点：进入型腔流速高、产生喷溅和冲砂、氧化。
开放式浇注系统 优点：因为金属液不能充满浇注系统，金属液流动平稳，充型快； 缺点：挡渣效果差。
熔模铸件的铸造斜度
铸造斜度面高h/mm
取值
≤20 >20-50 >50-100
>100
外表面 0º20´
非加工面斜度
内表面 1º
0º15´
0º30´
0º10´
0º30´
0º10´
0º15´
4．最小铸出孔
孔的直径
3-5 ＞5~10 ＞10~20 ＞20~40 ＞40~60 ＞60~100 ＞100
最大孔深
类型 机械加工压型
低熔点合金铸造 压型
特点
1．材料通常为钢，也有使用铜合金、铝合金 2．尺寸精度可以充分满足设计要求，型腔表面粗糙度
Ra=1.6~0.4цm 3．使用寿命可达10万次以上 4．制造成本高
1．材料：低熔点合金（通常熔点不超过300℃） 2．尺寸精度比机械加工压型低，型腔表面粗糙度
Ra=3.2~0.8цm 3．使用寿命可达几千次以上 4．制造成本较低
通孔
不通孔
5~10 ＞10~30 ＞30~60 ＞60~120 ＞120~200 ＞200~300 ＞300~350
≈5 ＞5~15 ＞15~25 ＞25~50 ＞50~80 ＞80~100 ＞100~120
5．加工余量
熔模铸件单面加工余量（单位 mm）
铸件最大尺寸 单面加工余量 浇口面加工余量
≤50 ＞50~120 ＞120~250 ＞250~400
为便于脱模和模料回收，模料粘度不能太大，在90℃附近的粘度应为3×10-3~3×10-2Pa.S 。为得到清晰熔 模，模料应具有良好的流动性。 7．灰分
模料灼烧后的残留物称灰分，它将影响铸件的质量，也是模料最重要的指标之一。一般模料灰分的质量分 数应低于0.05%。