第一节熔模铸造

硬脂酸——硬脂酸为固体的脂肪酸混合物，可由石油 副产品石蜡经高温催化而制得。硬脂酸外观为纯白色或 黄色的片状或针状的固体结晶。熔点58-60℃。在石蜡 中加入硬脂酸可提高模料的热稳定性及流动性。此外， 硬脂酸中含有极性基分子，可以改善模料与涂料的润湿 性。硬脂酸能很好的溶解于乙基纤维素中，易和硅酸乙 酯水解液相互起酯化作用，遇碱起皂化反应，其价格较 贵。
1.3 模料的配制
通常模料是由两种或两种以上原材料组成的，配制 模料时是按照规定的成分及配比，将各种原材料先熔 融成液态，然后经搅拌混合均匀，滤去杂质，浇成锭 块或调制成糊状模料待用，有时也可用液体模料直接 浇制。
1.3.1 模料配制需要遵守的原则
A 应根据各组分的互溶性来确定加料顺序。
模料中分子结构相似，分子极性相同的物质互溶 性好。反之，互溶性差或不互溶。如石蜡(线性分子 结构)和松香(体形)不互溶，若将地蜡或微晶蜡(枝型) 加入其中或加入一些其它多聚物然后再加松香，则三 者很快溶合在一起。
1.2 模料的种类、组成和性能
① 蜡基模料 蜡基模料是以矿物蜡或动植物蜡为主要成分的模料，它在 国内外熔模铸造生产中一直是一种使用最普遍的模料，最典型 的例子是石蜡—硬脂酸模料。 典型配方: 石蜡 50% + 硬脂酸 50% 蜡基模料特点: 强度高、刚性好、熔点适中，但流动性、润湿性、膨胀系 数大。
加热溶解
石蜡
+地蜡或微晶
熔化混合
+松香
B
严格控制温度上限和高温停留时间及合适的熔化装置。
因为模料都是各种碳氢化合物的混合物，过热会发生氧化 裂解，影响模料性能。
1.3.2 模料的配制方式
A 蜡基模料 蜡基模料熔点都低于 100℃ ，为防止模料的分 解，对它的加热采用蒸汽 加热或热水槽加热。对熔 化后的模料要搅拌均匀， ， 在冷却过程中将蜡料制成 糊状。
石蜡——是饱和族的固体碳氢化合物，是一个含有20个以上 碳原子的烷烃，是炼制石油的副产品，外观为半透明枝状结 晶。石蜡的熔点是随着其中碳原子的数量的增加而提高，一 般作模料原材料的石蜡熔点为58-60℃，其热稳定性低，温 度30℃时就可软化变形。石蜡熔化后，再凝固时易形成表面 收缩，所以不能单独作模料使用。在模料中加入石蜡后，可 提高强度，使模料不易产生裂纹，它不溶解于硅酸乙酯水解 液中，但稍溶于无水酒精。
川蜡——又称为白蜡、中国蜡、虫蜡，四川出产很多， 是白蜡虫分泌于所寄生的树上的蜡，是我国的特产。不溶于 水、乙醇和乙醚，易溶于苯。其优点是强度高、熔点高及流 动性好，但脆性及收缩率较大，它能与松香互溶，形成松香 与川蜡复合基体的模料，使之具有良好的综合性能。
聚乙烯——由乙烯聚合而成的高分子化合物，低分子量 为液体，高分子量的纯物质是乳白色蜡状固体粉末，经加入 稳定剂后，加工成粒状，具热塑性。模料中加入聚乙烯能显 著提高强度，热稳定性和韧性。
第一节. 概述
1 熔模铸造的工艺过程 概念：熔模铸造的实质就是在蜡模表面涂覆多层
耐火材料，待硬化干燥后，加热将蜡模熔去，而获得 具有与蜡模形状相应的空腔型壳，在型壳中浇注金属 获得铸件，该方法也称精密铸造，失蜡铸造
熔模铸造的工艺过程
配制蜡料 制造压型 型壳脱蜡 压制蜡模 型壳焙烧 配制涂料 制造型壳（挂涂料 撒砂 硬化） 浇注 金属熔炼 反复5-7次
4． 更适宜于高熔点、高粘滞性、易氧化的合金铸件及双金属铸件。 5． 减少浇注系统和冒口尺寸，提高金属利用率。
6． 不用或少用砂，减少车间粉尘，改善环境。
7 ．便于机械化、自动化、提高生产率。 （说明：并非每种铸造方法都具有以上所有优点，而是具有其 中的一项或是几项优点。）
第一章 熔模铸造（精密铸造）
高的尺寸精度 对蜡模的基本要求
表面光洁度
使后续（制壳）工序简单易行 好的压型（压制熔模的模具）
获得高质量蜡模的条件
选择合适的制模材料（简称模料）
合理的制模工艺
1 模料
1.1 对模料性能的要求
制模材料的性能不单应保证方便的制得尺寸精确和表面 光洁度高、强度好、重量轻的熔模，它还应为型壳的制 造和获得良好的铸件创造条件，所以模料的性能应能满 足以下要求:
二、 特种铸造方法的分类
以砂为成型材料 特 种 铸 造 金属为成型材料 熔模铸造 陶瓷型铸造： 金属型铸造 压力铸造 低压铸造 离心铸造
真空吸铸
连续铸造 挤压铸造 …………
三. 特铸方法具有以下某些方面的优点
1．尺寸精度、表面光洁度高，减少了机械加工，以达到无削切
或少削切的目的。 2． .能铸出形状十分复杂，壁很薄铸件，有的靠其它方法无法或很 难完成。 3． 能获得特殊要求的铸件。如气密性、耐磨性，抗腐蚀性等。
(太大解决不了蜡蠕 变和收缩变形问题)
近年可铸出重600kg 直径600-1000 mm的整铸件 进步归公于两点①塑料模的使 合金的种类：
难加工类、高温、耐磨、特种合金类
精铸工艺本身对合金种类无限制。但实际应用时 很少有铸铁，有色等合金用精密铸造，原因是造价 太高，不值得。 实际上精铸只是用于两种合金： 难加工类（包括形状难加工和金属难加工）； 特种合金类（高温、耐磨等） 所以精铸车间都与一些精密的熔炼设备相联系， 如真空熔炼等。
① 熔点要适中，通常希望60-100℃，以便于配制 模料、制模、脱模。
② 要求模料有良好的流动性和成型性，在压制熔 模时，半凝固状态的模料应能很好的充填满压型型腔， 清晰的复制出型腔的表面，表面光洁，而且熔失熔模时 易从型壳中流出。
③一定的强度，表面硬度和韧性，防止变形损失。 ④ 高的软化点——模料开始发生软化变形的温度称
② 松香基模料
以松香为主要成分，属中高熔点模料。主要用来生产要求 高的熔模铸件，如涡轮发动机叶片等。 其配方举例： 松香 60% + 川蜡 30% + 地蜡 5% + 聚乙烯 5% 松香 75% + 川蜡 15% — + 地蜡 5% + 聚乙烯 5% 松香——松香是切开松树皮后分泌出来的松脂，经蒸馏提出松 节油而剩余物质，主要成分为松香酸。它能与石蜡很好互溶。 软化点高、收缩率低，但黏度大，流动性差。
图3 壳体 该壳体铸件结构复杂，该图是用两 个切面解剖后的照片，可见其外形和内 腔均很复杂，它的熔模是用13个不同的 蜡模组装而成的。为铝合金熔模铸件， 其尺寸为214.9mm×200mm ×145mm， 重2.36kg。
1 重型柴油机叶轮、壁很薄，机械加工等无法达到, 用精铸法制造, 制壳时要涂挂4-6次
2. 熔模铸造的优缺点
2.1 优点
（1）精度高： 尺寸精度： 表面光滑度
铸件最小壁厚 砂型 熔模 >3mm 0.7（0.3mm）
铸件尺寸公差 100±1.0 100±0.3
光洁度 ▽1-▽3 ▽3-▽6
（2）形状无限制。适合于铸造某些结构、形状 复杂的铸件。（因无需拔模，无分型面） （3）合金不受限制(一般适用于贵金属)
2.2 缺点
（1）铸件性能不好 。
因为是铸态且为热浇（保证轮廓清晰）所以晶粒粗大，机械性 能不好，所以精铸件很少在重要环境下工作。
（2)工艺复杂成本高。
（相对铸造高，而综合成本不高，相当于10倍的砂型铸造成本）
（3）批量受限制。大批量生产成本降低。
3. 熔模铸件的技术特性
3.1 技术性能；较低
对于精铸件δ（延伸度）αK（冲击韧性） бb（强度）都比较低， 因为热浇、晶粒粗大。尤其是δ（延伸度）αK（冲击韧性）值较低， 难以用在关键部位。
地蜡——地蜡是饱和族的高分子固体碳氢化合 物，为石油工业产品。其外观为白色或黄色的 均匀物质，无气味。地蜡的牌号由它的熔点来 确定。地蜡比石蜡具有较高的软化温度，所以 保存时不易变形。地蜡不与水解的硅酸乙酯溶 液相互起作用。其缺点是强度、硬度及塑性较 低，收缩率很大。加入地蜡除了可细化川蜡的 结晶组织和改善熔模的表面粗糙外，还可作为 助溶剂，使聚乙烯与松香、川蜡复合基体均匀 混合，提高聚乙烯的强化作用。
3.5 应用举例
图1 离心叶轮 该件突出的特点是尺寸大，壁薄。直径457mm、高 228.6mm ，重 45kg 。有高的尺寸精度要求、大部分 件需经过x射线和荧光检查。材质为沉淀硬化马氏体 不锈钢17－4PH（美国牌号）
图2 热交换器 铝合金的热交换器,轮廓尺寸为 190.5mm×139 .7mm×55.9mm ， 壁厚为 1.5mm，上面分布着1200 多个小针，以提供最大的散热面 积。件重0.184kg。
为软化点。一般要求模料的软化点比工作场地室温
高10-15℃ ，即35-40℃，南方要大于40℃。
⑤ 小而稳定的膨胀系数，保证制得的熔模尺寸精确。
⑥ 与耐火涂料有较好的润湿性，即使涂料有良好的 涂挂性，而且与模料和耐火涂料不应该起化学作用。 ⑦ 其它：焊接强度高，比重小，灰份少，复用性好， 价格便宜，来源丰实，对人体无害。
图 1-5 旋转浆叶 搅拌蜡基模料
图1-6 活塞搅拌 蜡基模料
B 松香基模料
由于松香基模料熔化温度较高，其加热采用电阻炉或工频炉 感应加热方式。
如：松香、 地蜡、聚乙烯模料。先熔化地蜡，待升温至140℃ 时，在搅拌的情况下逐渐加入聚乙烯，在升温至220℃加入松香， 全熔后在210℃时静置20-30分以排除气体，最后滤去杂质，在降 温的情况下对模料进行搅拌，使成糊（60-80℃），如模料混合 不好，它的黏度就会增大，晶粒粗大，使熔模质量降低，加热时 防止温度过高，模料变质燃烧。 140℃ +聚乙烯 搅拌 220℃ 加热 滤去杂质 +松香 搅拌至全熔 搅成糊状（60-80℃）
特种铸造篇
1.本课题性质：
内容:实践性和经验性很强，真正掌握须经过长时间的摸索 和实践
2 . 教材：浙江大学出版社 曾昭昭主编的《特种铸造》
3 .学习方法：不要求具体数据。只要求掌握每种特种铸造方法 的原理、特点、应用范围、优缺点等。