优质的蜡模是获得优质铸件的前提。蜡模制造主要包括蜡模成型、蜡模校正、模组组装、模组清洗等环节。
蜡模制造
熔模铸造的重要环节。
- 英文名称
- wax mold manufacturing
- 所属学科
- 机械工程
主要包括如下两种。
热压注成型是将已配制好的液态、糊状或膏状蜡料在一定压力下注入压型,待蜡模冷凝后将其从压型中取出的过程。很多工艺参数直接影响蜡模的质量,特别是尺寸,应加以控制,主要的工艺参数有射蜡温度、压型温度、注射压力、保压时间和起模时间。
射蜡温度即压注蜡模时蜡料的温度;压型温度即压注蜡模时压型内腔的温度。射蜡温度和压型温度对蜡模尺寸与表面粗糙度有重要影响。射蜡温度和压型温度偏高,则蜡模表面粗糙度低,但尺寸收缩较大;反之,若射蜡温度和压型温度偏低,则蜡模表面粗糙度高,尺寸收缩小。因此,需严格控制射蜡温度和压型温度,保证它们在合适的范围内。
所需注射压力的大小受模料性能、射蜡温度和蜡模结构等因素影响。黏度较大、流动性较差的模料,结构较复杂的蜡模,都需要较高的注射压力。另外,模料的收缩也与注射压力有关,注射压力愈大,蜡模线收缩率愈小。适度提高模料的注射压力,有利于减小蜡模收缩率,提高蜡模尺寸精度。但注射压力也不是越高越好,压力越大,对设备和压型的要求也越高。此外,当蜡模中有陶瓷型芯、水溶型芯时,注射压力太大易使型芯断裂或变形。
保压时间为模料充满压型型腔后的压力保持时间;蜡模在压型中停留冷却的时间称为起模时间。保压时间过短,蜡模厚壁及平面处易出现缩陷和收缩过大;保压时间越长,则蜡模线收缩率愈小。保压时间对厚壁蜡模的影响更为明显。起模时间过短,则蜡模易变形,蜡模表面易出现“鼓泡”;而起模时间过长,则蜡模不易从压型取出。保压时间和起模时间的长短取决于射蜡温度、蜡模大小和壁厚,以及冷却条件等,应根据不同铸件分别加以选择。
快速成型技术是20世纪90年代发展起来的一种高新技术。制作模样是快速成型技术在熔模铸造中应用的重要方面。比较流行的、可用于制备模样的快速成型方法主要有立体平板印刷法、选区激光烧结法、熔融堆积法和分层实体制造法等。
模料中的非晶型物质凝固温度范围宽,加上熔模壁厚有差异,为提高生产率使熔模在压型中停留的时间有限等,使得刚从压型中取出的熔模具有一定的塑性,其收缩变形可能延续24小时。为防止熔模变形,需将其放在校正模中冷却,即把刚从压型中取出的熔模放入尺寸和形状与压型相同的校正模中,冷却20~40分钟后取出,再在空气中冷却。校正模的材质可以是石膏、环氧树脂或金属材料。
根据工艺设计的要求,将经整修检验合格的铸件熔模与浇注系统熔模组合成整体模组,称为模组组装。
模组组装的方法有:①焊接法。使用热刀将铸件熔模和浇注系统熔模连接处局部加热熔化、黏结达到焊接在一起的目的。使用的热刀包括酒精烧的热刀、电烙铁、低压点热刀等,其中以低压电热刀使用较方便和安全可靠。②黏结法。用专用的黏结蜡将铸件熔模和浇注系统熔模黏结成一体。黏结蜡具有较高的黏度和黏结强度,黏结后很快凝固,其连接部分的强度常常超过母体熔模的强度,而且燃烧后几乎无残留物。③机械组装法。在大量生产小型熔模铸件时,为提高生产效率,可使用机械组装法。它将模组沿直浇道高度分成若干小模组,分别压制,组装时将这些小模组层层套在浇口棒上,使多层模组形成一体。
焊接法和黏结法劳动强度大、效率较低,但简便灵活、适应性强,因此应用较为广泛。
为了清除熔模表面附着的分型剂、油脂、灰尘、蜡屑等,提高涂料对模组的涂挂性(润湿性),在模组组合后应用蜡模清洗剂对其进行清洗,然后再用清水将模组上残留的蜡模清洗剂冲洗干净。此外,蜡模清洗剂对蜡模表面还具有蚀刻作用,轻微的蚀刻对蜡模的表面质量影响很小,但能极大地提高浆料的涂挂性。