在我國已有近兩千年歷史的金屬失蠟成型工藝有什麼奧秘?

2020-12-10 機電微學堂

中國失蠟鑄造技術原理起源於焚失法,焚失法最早見於商代中晚期,這種技術在無範線失蠟法出現之後逐漸消亡。湖北隨縣曾侯乙墓,出土的青銅尊、盤,是中國所知最早的失蠟鑄件,時代是在公元前五世紀。

失蠟鑄造(又稱失蠟法),也稱「熔模法」,是一種少切削或無切削的青銅等金屬器物的精密鑄造工藝。做法是,用蜂蠟做成鑄件的模型,再用別的耐火材料填充泥芯和敷成外範。加熱烘烤後,蠟模全部熔化流失,使整個鑄件模型變成空殼。再往內澆灌熔液,便鑄成器物。以失蠟法鑄造的器物可以玲瓏剔透,有鏤空的效果。

失蠟法應用非常廣泛,它不僅適用於各種類型、各種合金的精密鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表面質量比其它精密鑄造方法要高,甚至其它精密鑄造方法難於鑄得的複雜、耐高溫、不易於加工的鑄件,均可採用失蠟鑄造。下面我們就來詳細了解一下失蠟鑄造工藝,從勞斯萊斯小天使來看下工藝流程。

工藝成本:模具費用(低—中),單件費用(中—高),人工費(極高)

典型產品:使用範圍極廣,如建築結構,消費電子產品,航空航天,珠寶,城市雕塑等

產量適合:適合中大批量生產

質量:成型表面精度極高,尤其適合具有複雜形狀的金屬件成型

速度:周期很長(24小時)

適用材料

不僅適合所有黑色金屬和有色合金,而且還可以用於超合金等傳統鑄造無可奈何的材料,最常用的材料為:低合金鋼、不鏽鋼、鋁、鈦、鋅、銅、鎳合金和貴金屬。

設計考慮因素

零件壁厚由所用合金材料決定

1. 鋁合金和鋅合金零件壁厚應控制在1.5mm-3mm之間(0.079-0.118in);

2. 鋼和銅合金零件壁厚應大於3mm(0.118in);

3. 失蠟鑄造彌補了傳統鑄造的空缺,允許零件出現內切和變化的壁厚等複雜形態。

工藝過程詳解(視頻+圖文)

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步驟1:將熔化的液態蠟注入到事先準備好的金屬模具中(一般用鋁製模具),冷卻凝固後形成多個蠟制部件

步驟2:利用蠟熔點低的特點,將單個蠟制部件組合連接成一個樹狀結構

步驟3:將組合好的蠟制樹狀結構浸泡在陶瓷漿料中

步驟4:在陶瓷表面噴上耐高溫防火粒子

步驟5:在500℃~1095℃的高溫烤箱中,內部的蠟將熔化並且流失殆盡,形成一個空心的陶瓷樹狀結構

步驟6:將熔化的液態金屬(灰色部分)注入,並且填滿陶瓷的空心腔體內

步驟7:等待腔體內的液態金屬完全冷卻固化後,將外表面的陶瓷硬殼敲碎,最後將單個金屬零件從樹狀結構中切割分離

從勞斯萊斯小天使來看具體生產工藝流程

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圖片展示:

來源:意識夾、騰訊視頻、製造原理

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