【解析】精鑄蠟?zāi)５目焖僦圃旒夹g(shù)

熔模鑄造是用蠟料制成蠟?zāi)?在蠟?zāi)Ｉ习�覆若干層耐火涂料制成型�?熔出蠟?zāi)：蠼?jīng)高溫焙燒即可澆鑄的鑄造方法。經(jīng)熔模鑄造制得的鑄件不僅精度高而且表面光潔,所以被廣泛用于生產(chǎn)汽輪機(jī)、渦輪機(jī)的葉片或葉輪,切削刀具以及飛機(jī)、汽車和機(jī)床上的小型零件。但傳統(tǒng)熔模鑄造技術(shù)中熔模的生產(chǎn)存在工藝復(fù)雜、精度不易控制等問題,且生產(chǎn)成本高,制作周期長(zhǎng)。3D打印技術(shù)的出現(xiàn),為長(zhǎng)期困擾人們的復(fù)雜熔模制造提供了一個(gè)新途徑。

1 精鑄蠟?zāi)５闹圃?
1.1 傳統(tǒng)精鑄蠟?zāi)５闹圃爝^程
(1)先用鋼或銅合金制成母模,用它來(lái)制造壓型。
(2)用鋼、錫青銅或鋁合金加工成壓型。
(3)用50%石蠟和50%硬脂酸配制成低熔點(diǎn)蠟料。
(4)將熔融的蠟料壓入壓型,待冷凝后取出,并在冷水槽中冷卻,再經(jīng)修整檢驗(yàn)后便得到單個(gè)蠟?zāi)！?br />
1.2 精鑄蠟?zāi)５目焖僦圃爝^程
(1)在計(jì)算機(jī)中建立加工蠟?zāi)５娜�維實(shí)體CAD模型,輸出STL文件。然后用分層軟件進(jìn)行切片處理,得到每一加工層面的信息,同時(shí)獲得激光束的二維掃描軌跡。
(2)激光束在計(jì)算機(jī)控制下對(duì)成型粉末材料逐層進(jìn)行掃描燒結(jié),完成一層后,工作臺(tái)面下降一個(gè)層厚,這樣循環(huán)往復(fù),層層疊加便可制造出蠟?zāi)５娜�維實(shí)體。 采用選擇性激光燒結(jié)快速成型技術(shù)生產(chǎn)精鑄蠟?zāi)?可以使生產(chǎn)過程大為簡(jiǎn)化,從零件圖紙到工藝設(shè) 計(jì)、蠟?zāi)５娜�維實(shí)體造型等都可由計(jì)算機(jī)完成,并且可以生產(chǎn)任何復(fù)雜程度的鑄件,同時(shí)也省去了許多工 裝設(shè)備[3] ,是一種簡(jiǎn)便適用的方法。

2 精鑄蠟?zāi)５募す鉄�結(jié)成型工藝參數(shù)
利用HLP-350I點(diǎn)掃描激光燒結(jié)快速成型機(jī)進(jìn)行蠟?zāi)�燒結(jié)試驗(yàn)。表1為蠟?zāi)５募す鉄�結(jié)成型工藝參數(shù)。

表1 蠟?zāi)５募す鉄�結(jié)成型工藝參數(shù)

3 精鑄蠟?zāi)５暮筇幚砉に?/strong>
精鑄蠟?zāi)５暮筇幚砉に?精鑄蠟?zāi)５募す鉄�結(jié)件必須經(jīng)后處理才能滿足精鑄的使用要求,后處理的具體過程如下:
(1)去除激光燒結(jié)蠟?zāi)１砻娑嘤嗟奶摲邸?
(2)在化蠟爐中對(duì)蠟?zāi)＿M(jìn)行浸蠟處理,使蠟?zāi)１砻婢鶆虬�覆一薄層蠟液�?br /> (3)用細(xì)砂紙對(duì)浸過蠟的蠟?zāi)１砻孢M(jìn)行打磨處理,去掉多余的蠟痕。
(4)用有機(jī)溶液輕輕擦洗蠟?zāi)１砻?降低表面粗糙度。

4 精鑄工藝試驗(yàn)
現(xiàn)以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的彎管為例,對(duì)其快速成型精鑄蠟?zāi)＿M(jìn)行精鑄工藝試驗(yàn)。圖1為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)彎管的精鑄蠟?zāi)！?br />
4.1 試驗(yàn)過程和試驗(yàn)條件

快速成型蠟?zāi)＞�鑄工藝流程見圖2。

其試驗(yàn)條件為
(1)脫模方式:蒸氣脫模。
(2)澆注方式:真空澆注。
(3)澆注材質(zhì):K413合金。
(4)澆注溫度:1580℃。
(5) 澆注時(shí)間: 5s。

圖1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)彎管的精鑄蠟?zāi)?/div>

圖2 快速成型蠟?zāi)＞�鑄工藝流程圖

4.2 鑄件尺寸檢測(cè) 精鑄件尺寸檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 精鑄件尺寸檢測(cè)結(jié)果

4.3 試驗(yàn)結(jié)果
(1)成型蠟?zāi)２粷q殼,可用蒸氣法脫蠟且殘留灰 分少,具有良好的鑄造性能,完全可以用于精密鑄造。
(2)精鑄件表面質(zhì)量較好,可以滿足使用的要求。
(3)精鑄件尺寸精度高于0.5%,滿足鑄件的精度要求。

結(jié)論
在選擇性激光燒結(jié)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了精鑄蠟?zāi)５目焖僦圃爝^程,并以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)彎管的熔模制造為例進(jìn)行試驗(yàn),得到了具有較高精度的鑄件,表明這種方法是復(fù)雜熔模制造的一種切實(shí)可行的辦法,豐富了傳統(tǒng)熔模鑄造的內(nèi)容。

編輯：南極熊
作者：梁紅英 (華北工學(xué)院分院機(jī)電工程系）