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熔模失蜡铸造法系列介绍之——蜡模工艺

时间:2023-05-31 点击:3077

       古代失蜡铸造采用的是密蜡,用来制作结构复杂的青铜器,其中最典型、经典的代表就是湖北随州曾侯乙墓出土的曾侯乙樽。

       现代的熔模铸造工艺大多采用合成蜡,一般由几种以上的天然蜡和合成蜡配合而成,对于一般工业,非填料蜡就足够用了,但是对于航空业而言,要保证蜡件的表面收缩率、脱模性、强度等特性,所以一般采用加了有机酸、聚苯乙烯、脂肪酸酰胺等材料的填料蜡。

熔模失蜡铸造法系列介绍之一——蜡模工艺

熔模失蜡铸造法系列介绍之——蜡模工艺

       一、蜡模工艺的基本流程

       压蜡>蜡件表面质量检查>蜡件矫正>组模

       简单描述一下,首先利用模具把想要造成的形状用蜡压注成型,然后检查蜡件表面质量是否达标,如果合格就进行蜡件矫正,为什么要矫正后面会讲到,如果不合格就会交给组模人员进行表面修补,如果不适合修补的地方就会直接报废,再次就会对成型一段时间的蜡件进行组装、液封,最后就会把蜡模输送到下一道型壳工艺去。

       二、各流程的技术介绍

       a.压蜡

       一个压蜡周期的合型、压射、开型的时间大约在一比一比一(没错,金x鱼调和油的比例),但是也不一定,像我接触的航空发动机叶片模,因为单片键块太多了,所以合型时间更长。

       要想开型之后容易把蜡件取出来,一般在3-4组零件压完之后会在模具上喷上脱模剂,不过脱模剂首先要选择不含亲水基的溶剂,这样不容易导致模具腐蚀,其次一定要控制脱模剂的喷射量,有时候操作员为了方便取件,会把脱模剂喷的过多、过勤,会影响产品质量,容易造成流线和影响蜡料稳定性。

       在压注过程中,温度、流量、流速、压注压力、压注时间、合模力等重要参数都会影响蜡件质量。

       压注压力可以避免浇不足、表面粗糙、流线、缩孔等缺陷,但是压注压力过高会导致飞边严重,不过也可以通过加大合模力的方式来应对飞边问题。但是,合模力一般不得超过模具设计最大承载强度,否则容易降低模具寿命。

       温度与压力对蜡件的影响类似,除了对缩凹的影响相反以外。温度越高,蜡件缩凹越严重。为什么?因为蜡件内部还没完全凝固,内心不稳,蜡件是没有办法坚固的,做人也是,做事先修心。另外,温度过高容易卷入气泡,这主要跟蜡件性质有关。

       流速和流量可以说是一组卵生参数,Q=mv,流速与流量成正比关系。所以下面就只说流速了。适当降低流速可以改善浇不足,为什么了,与蜡件凝固有关,但是流速太低就会导致蜡件凝固过早,影响后面流道的蜡的流动性从而造成表面粗糙、流线缺陷。同样的,流速太快,会卷入太多气泡。

       b.蜡件表面质量检查

       这一步一般由压蜡人员完成目视判定,可以把叶片放在高照度的led灯下进行缺陷观察。对于浇不足、表面粗糙、气泡群这类缺陷来说,一般直接报废。其它缺陷可以适当修补处理,比如大气泡,可以用针捅破气泡后填充蜡进行修补。

       不过遵循成本前控原则——宁愿把缺陷暴露在工序前端,也不要暴露在后端。所以通常采用鸡蛋里挑骨头的方式,尽量保证蜡模这边出件事完美无瑕的。

       c.蜡型矫正

       我们来考虑下蜡件变形是从什么地方产生的?

       可能是设计过程中带来的蜡件公差累积;可能是取件过程中蜡件被拉扯变形;可能是蜡料凝固不足,重力影响变形;还可能是零件形状导致材料的内部张力扩大。

       这四个原因都是不太可控的,或者控制成本很高的。与其控制变形,不如加一道矫正工序,弥补形变。

       所以引入以尼龙、铝合金等软质材料为接触面的矫正工装。保证蜡件从取出到组装这段过程中,蜡件形状不至于变形严重。

       d.组模

       组模主要包括产品蜡件与浇道之间的组装,脱蜡销的组装,浇口杯的组装与液封。

       蜡件与浇道组装时应保证模组没有扭曲变形,浇道没有拉扯到产品。

       浇道与浇口杯组装过程中也要保证水平与对称性,否则会影响后序工序,比如制壳、切割。

       在组装过程中,还需要利用黏度较大的粘接蜡对模组进行连接,要求就是保证粘接处牢固同时不影响表面质量。另外,对于有缺陷的部位,要利用普通蜡料再进行二次修补。在整体蜡模与浇口杯连接处需要浇灌进一定高度的蜡料,保证蜡模与浇口杯之间紧密连接。

       组装完成之后,要用液封蜡对浇道连接部位进行二次封装,一是保证强度,二是保证表面质量。在进行液封的过程中需要操作人员从斜向45度插入液封通内,缓慢进入并逐渐让模组与地面保持垂直,液封完成后采用相反流程缓慢取出模组,避免模组表面产生过多气泡。

       氢氧焰蜡模修补设备:氢氧气体经过过滤溶液后会增加湿度,从而极大的降低气体在燃烧时火焰温度且温度更加稳定:焊接设备装配气体稳压器,方便控制气休流量,进而控制火焰大小与火焰长度,整套装置适应小型复杂形状中温蜡的焊接,焊接质量好,作业时针管不和蜡模直接接触,不带入杂质,而且安全可靠,产生的氢氧气体无污染,绿色环保。

       氢氧火焰精细、火焰稳定不跳跃,适用于蜡模精密铸造焊接。

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