下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
熔模铸造法又称失蜡铸造法，使用蜡料或易熔材料制作模坯，在模坯包裹上几层耐火材料，等外表干燥硬化后熔化模坯形成型壳，型壳再经高温烘烤后就可以进行浇注铸造。失蜡铸造法是一种高精度铸造方法，是我国发展最早的铸造工艺，在我国航空、军工类铸造零件上应用较多。
失蜡铸造法生产的铸件尺寸精度高、表面质量好，能够生产形状结构复杂的铸件，例如流线型轮廓的发动机叶片等零件。该工艺所铸造的零件是近净成型部件，公差可达0.075mm，并获得良好的表面粗糙度。但是因其生产周期较长且成本较高，一般只用于生产小批量且中小型的铸件。
熔模铸造产品质量的好坏，主要取决于模样的精度以及型壳的质量水平。而组成型壳的涂料也是关键因素，涂料性能和成本决定了铸件的生产效率、成本和质量。
熔模铸造的关键工艺过程与消失模类似，都是利于可融化或者可消失的物质做成零件的模样，区别点在于熔模铸造是在铝液注入型腔前就已融化形成型腔，而消失模则是通过铝液的高温进入型腔后直接将模样气化消失取代后填充满型腔。通常来说，这类工艺较多采用的是重力浇注，当然有些结合了其他的精密铸造技术。比如，最近刚被研发出的一种真空低压消失模壳型铸造技术，能够制造结构复杂的大尺寸薄壁型铝（镁）合金铸件。
本项目减震塔开发中涉及的熔模铸造采用了苏氏集成精密成型技术（简称“SIIC技术”），属于重力铸造。SIIC技术在传统熔模铸造工艺的基础上，集成了各种液体半液态金属成型工艺的优点。目前，该类样件只用在铝合金车身开发样车的前期阶段，可以实现高度的集成化，减少机加工等，图3-14所示为某一应用SIIC技术成型的一体式铝合金车身架构，是一个比较好的样车制造工艺探索。
熔模铸造的工艺流程如图3-15所示，过程示意图如图3-16所示，其中的重要步骤描述如下。
图3-14 熔模铸造一体式铝合金车身架构
图3-15 熔模铸造的工艺流程
图3-16 熔模铸造过程示意图
1）制造压型模具。由于压模会直接影响熔模质量，进而决定铸件的质量，所以其尺寸精度、表面质量要很高。若零件大批量、高精度制造，则要使用钢或铝合金加工压型；若小批量制造，则可采用易熔合金浇注压型。
2）浇注系统设计。浇注系统有把控合金溶液充型、保证零件质量的关键作用，大尺寸、薄壁型铸件大部分形状复杂，浇注系统的设计对这种铸件质量的影响更大。浇注系统设计是SIIC技术的核心技术，通过系统地对主浇道、副浇道、水口、冒口及挡渣排气结构进行设计，来实现对金属液体流动的方向、速度、排气浮渣及铸件凝固补缩的控制，实现浇注过程的快速浇注、平稳充型。
3）制造蜡模。一般使用石蜡、蜂蜡、硬脂酸和松香等制造蜡模，广泛采用的是50%石蜡加50%硬脂酸。生产大型薄壁铸件必须有相应的大型薄壁蜡模，即在一个模具中一次注蜡压制出整体成型的大型薄壁蜡模，其关键就是需要有配套的压蜡机及压蜡参数，把加热至熔融态的蜡模材料注入压型，待蜡模冷却凝固后取出。当只是少量制作零件时，可以使用3D打印技术制造蜡模，提高效率、减少成本。当大批量制作零件时，可以使用熔融沉积成型（Fused Deposition Modelling，FDM）和光固化成型（Stereo Lithography Apparatus，SLA）等工艺。
4）制造型壳。将蜡模浸入涂料中，再放入硬化剂中进行化学硬化。SIIC有自己研制的涂料配比和砂子级配关系，结合环境温度、湿度要求，使大型薄壁蜡件在制壳过程中的模壳变形及干燥速度得到有效控制，既能提升模壳的强度，又能保证模壳的透气性和退让性。模壳是铸造高质量铸件的基础。
5）造型和焙烧。为了预防型壳在浇注过程中失效破裂变形，对型壳进行加强，把型壳竖着放在铁箱中，四周使用干砂填充压紧，这个工艺被称为造型。之后，再通过焙烧将蜡融化分离。
6）浇注脱壳。为了提高合金溶液的填充能力，应在壳体烧制后保持高温（600～700℃）时浇注。溶液冷却后铸件凝固，通过除去壳体取得连接有浇注口的产品。
7）表面处理、热处理、机加工。根据零件的要求，进行相应的表面钝化处理、热处理或者机加工。
1）浇不足：铝液没有填充满整个型腔，导致零件存在缺肉、冷隔等情况。可以通过调整铝液温度、提高浇注速度、保证浇注量等方法解决。
2）夹砂、结疤：可能由于涂料黏度、砂粒质量不佳、焙烧时间等因素造成。
3）缩孔、缩松：可能由于浇注系统设计问题、型壳的散热差或者浇注温度偏高等因素导致。
4）零件变形：可能由于蜡模变形或者型壳变形、铸件冷却到脱壳处理的时间过短等因素造成。