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熔模失蠟鑄造法系列介紹之——蠟模工藝

時間:2023-05-31 點擊:3723

       古代失蠟鑄造採用的是密蠟,用來製作結構複雜的青銅器,其中最典型、經典的代表就是湖北隨州曾侯乙墓出土的曾侯乙樽。

       現代的熔模鑄造工藝大多採用合成蠟,一般由幾種以上的天然蠟和合成蠟配合而成,對於一般工業,非填料蠟就足夠用了,但是對於航空業而言,要保證蠟件的表面收縮率、脫模性、強度等特性,所以一般採用加了有機酸、聚苯乙烯、脂肪酸酰胺等材料的填料蠟。

熔模失蠟鑄造法系列介紹之一——蠟模工藝

熔模失蠟鑄造法系列介紹之——蠟模工藝

       一、蠟模工藝的基本流程

       壓蠟>蠟件表面質量檢查>蠟件矯正>組模

       簡單描述一下,首先利用模具把想要造成的形狀用蠟壓注成型,然後檢查蠟件表面質量是否達標,如果合格就進行蠟件矯正,為什麼要矯正後面會講到,如果不合格就會交給組模人員進行表面修補,如果不適合修補的地方就會直接報廢,再次就會對成型一段時間的蠟件進行組裝、液封,最後就會把蠟模輸送到下一道型殼工藝去。

       二、各流程的技術介紹

       a.壓蠟

       一個壓蠟周期的合型、壓射、開型的時間大約在一比一比一(沒錯,金x魚調和油的比例),但是也不一定,像我接觸的航空發動機葉片模,因為單片鍵塊太多了,所以合型時間更長。

       要想開型之後容易把蠟件取出來,一般在3-4組零件壓完之後會在模具上噴上脫模劑,不過脫模劑首先要選擇不含親水基的溶劑,這樣不容易導致模具腐蝕,其次一定要控制脫模劑的噴射量,有時候操作員為了方便取件,會把脫模劑噴的過多、過勤,會影響產品質量,容易造成流線和影響蠟料穩定性。

       在壓注過程中,溫度、流量、流速、壓注壓力、壓注時間、合模力等重要參數都會影響蠟件質量。

       壓注壓力可以避免澆不足、表面粗糙、流線、縮孔等缺陷,但是壓注壓力過高會導致飛邊嚴重,不過也可以通過加大合模力的方式來應對飛邊問題。但是,合模力一般不得超過模具設計最大承載強度,否則容易降低模具壽命。

       溫度與壓力對蠟件的影響類似,除了對縮凹的影響相反以外。溫度越高,蠟件縮凹越嚴重。為什麼?因為蠟件內部還沒完全凝固,內心不穩,蠟件是沒有辦法堅固的,做人也是,做事先修心。另外,溫度過高容易捲入氣泡,這主要跟蠟件性質有關。

       流速和流量可以說是一組卵生參數,Q=mv,流速與流量成正比關係。所以下面就只說流速了。適當降低流速可以改善澆不足,為什麼了,與蠟件凝固有關,但是流速太低就會導致蠟件凝固過早,影響後面流道的蠟的流動性從而造成表面粗糙、流線缺陷。同樣的,流速太快,會捲入太多氣泡。

       b.蠟件表面質量檢查

       這一步一般由壓蠟人員完成目視判定,可以把葉片放在高照度的led燈下進行缺陷觀察。對於澆不足、表面粗糙、氣泡群這類缺陷來說,一般直接報廢。其它缺陷可以適當修補處理,比如大氣泡,可以用針捅破氣泡後填充蠟進行修補。

       不過遵循成本前控原則——寧願把缺陷暴露在工序前端,也不要暴露在後端。所以通常採用雞蛋裏挑骨頭的方式,儘量保證蠟模這邊出件事完美無瑕的。

       c.蠟型矯正

       我們來考慮下蠟件變形是從什麼地方產生的?

       可能是設計過程中帶來的蠟件公差累積;可能是取件過程中蠟件被拉扯變形;可能是蠟料凝固不足,重力影響變形;還可能是零件形狀導致材料的內部張力擴大。

       這四個原因都是不太可控的,或者控制成本很高的。與其控制變形,不如加一道矯正工序,彌補形變。

       所以引入以尼龍、鋁合金等軟質材料為接觸面的矯正工裝。保證蠟件從取出到組裝這段過程中,蠟件形狀不至於變形嚴重。

       d.組模

       組模主要包括產品蠟件與澆道之間的組裝,脫蠟銷的組裝,澆口杯的組裝與液封。

       蠟件與澆道組裝時應保證模組沒有扭曲變形,澆道沒有拉扯到產品。

       澆道與澆口杯組裝過程中也要保證水平與對稱性,否則會影響後序工序,比如制殼、切割。

       在組裝過程中,還需要利用黏度較大的粘接蠟對模組進行連接,要求就是保證粘接處牢固同時不影響表面質量。另外,對於有缺陷的部位,要利用普通蠟料再進行二次修補。在整體蠟模與澆口杯連接處需要澆灌進一定高度的蠟料,保證蠟模與澆口杯之間緊密連接。

       組裝完成之後,要用液封蠟對澆道連接部位進行二次封裝,一是保證強度,二是保證表面質量。在進行液封的過程中需要操作人員從斜向45度插入液封通內,緩慢進入並逐漸讓模組與地面保持垂直,液封完成後採用相反流程緩慢取出模組,避免模組表面產生過多氣泡。

       氫氧焰蠟模修補設備:氫氧氣體經過過濾溶液後會增加濕度,從而極大的降低氣體在燃燒時火焰溫度且溫度更加穩定:焊接設備裝配氣體穩壓器,方便控制氣休流量,進而控制火焰大小與火焰長度,整套裝置適應小型複雜形狀中溫蠟的焊接,焊接質量好,作業時針管不和蠟模直接接觸,不帶入雜質,而且安全可靠,產生的氫氧氣體無污染,綠色環保。

       氫氧火焰精細、火焰穩定不跳躍,適用於蠟模精密鑄造焊接。

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