熔模铸造

什么是熔模铸造?

熔模铸造又称失蜡铸造，是一种精密金属铸造工艺，广泛用于制造形状复杂的高精度零件，包括压蜡、修蜡、成型、浸浆、熔蜡、浇注熔融金属和后处理等工序。该工艺已使用数千年，广泛应用于珠宝、航空航天、汽车和医疗器械等行业。

- 熔模铸造材质

熔模铸造是一种高精度铸造技术，利用可熔蜡模制作铸型，生产出高精度、形状复杂的金属铸件。其主要优点是精度高、表面光洁度好，尺寸精度可达±0.05%~±0.1%，表面光洁度可达Ra1.6μm，减少了后续加工的需要。适用于多种金属材料，如碳钢、合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金、钛合金、贵金属等。

材质	牌号	特点
碳钢	AISI 1020, AISI 1045, AISI 1080	随碳含量而变化；强度和硬度良好
合金钢	AISI 4140, AISI 4340, AISI 8620	高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀
不锈钢	304, 316, 17-4 PH, 17-7 PH	优异的抗腐蚀和氧化性能
铜合金	C11000 (Electrolytic Copper), C36000 (Brass), C95500 (Aluminum Bronze)	导电、导热性能良好，机械性能优良
铝合金	2024, 6061, 7075	重量轻、强度高、耐腐蚀性好
钛合金	Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn	比强度高、耐腐蚀性能优良、生物相容性好

熔模铸造流程

1. 制作蜡模（Wax Pattern Making）

● 蜡模设计：根据所需零件的设计图纸，制作蜡模的模具。
● 注蜡：将熔化的蜡注入模具中，冷却后形成蜡模。蜡模需要精确复制最终零件的形状和尺寸。
● 修整：对蜡模进行修整，确保其表面光滑、尺寸准确。

2. 组合蜡模(Assembly of Wax Patterns)

● 树状组合：将多个蜡模连接到一个主蜡杆(称为“蜡树”或“蜡棒”)上，形成一个树状结构。这样可以一次铸造多个零件，提高生产效率。

● 检查：确保蜡模和蜡树连接牢固，没有漏蜡现象。

3. 制作陶瓷壳(Ceramic Shell Formation)

● 涂覆：将蜡树浸入耐火涂料中，使其表面均匀覆盖一层涂料。涂层厚度通常为1-2毫米。

● 撒砂：将涂覆后的蜡树放入干砂中，撒上一层耐火砂，使其表面形成粗糙的颗粒层。

● 干燥：将撒砂后的蜡树放入烘箱中干燥，确保涂层完全硬化。

● 重复涂覆和撒砂：根据需要，重复上述涂覆、撒砂和干燥的过程，直到形成足够厚的陶瓷壳。

4. 脱蜡(Dewaxing)

● 蒸汽脱蜡：将干燥后的陶瓷壳放入高温蒸汽炉中，高温蒸汽会熔化蜡模，使其流出陶瓷壳，留下空腔。

● 检查：确保陶瓷壳内部干净，没有残留的蜡。

5. 烧结(Burning Out)

● 高温烧结：将脱蜡后的陶瓷壳放入高温炉中进行烧结，去除任何残留的有机物，并使陶瓷壳完全硬化。

● 冷却：将烧结后的陶瓷壳缓慢冷却至室温。

6. 浇注(Pouring)

● 熔化金属：将金属原料加热至熔化状态。

● 浇注：将熔化的金属倒入陶瓷壳的浇口，使其流入空腔中。浇注过程中需要控制好温度和速度，确保金属液均匀填充。

7. 冷却与脱壳(Cooling and Shell Removal)

● 冷却：让铸件在陶瓷壳中自然冷却至室温，确保金属完全凝固。

● 脱壳：将冷却后的铸件从陶瓷壳中取出。这通常需要使用振动台、锤子等工具，将陶瓷壳破碎并清除。

8. 清理与修整(Cleaning and Finishing)

● 去除浇道：切除铸件上的浇道、冒口等多余部分。

● 打磨与抛光：对铸件表面进行打磨和抛光，使其表面光滑、尺寸准确。

● 检查：对铸件进行外观和尺寸检查，确保其符合质量标准。

9. 热处理与后续加工(Heat Treatment and Post-processing)

● 热处理：根据需要，对铸件进行退火、正火、淬火等热处理，以改善其力学性能。

● 机械加工：对于精度要求更高的部位，可能需要进行车削、铣削、钻孔等机械加工。

10. 质量检验(Quality Inspection)

● 无损检测：使用X射线、超声波等无损检测方法，检查铸件内部是否有气孔、裂纹等缺陷。

● 最终检验：对铸件进行全面的质量检验，确保其符合客户的要求。

熔模铸造应用

应用领域	Specific Examples
航空航天	发动机部件（涡轮叶片、喷嘴、燃烧室）结构件（起落架、连接器、支架）精密仪器（导航系统、传感器）
汽车	发动机零件（涡轮增压器、阀门、活塞）排气系统（排气管、消声器）传动系统（齿轮、轴）
医疗设备	手术器械（剪刀、夹子、针头）植入物（人工关节、牙科植入物）诊断设备（CT 扫描仪、MRI 机器）
珠宝制造	定制珠宝（戒指、项链、手镯）艺术装饰品（雕塑、奖杯）
工业设备	泵和阀门（泵叶轮、阀体、阀芯）涡轮机（蒸汽涡轮机、燃气涡轮机叶片和盘）模具和工具（冲压模具、切削工具）
电子产品	连接器（各种电子设备中的连接器和端子）外壳（精密电子设备的外壳和框架）
能源行业	发电设备（发电机转子、定子）石油和天然气（钻井设备、管道连接器）
运动器材	高尔夫设备（高尔夫球杆头、握把）自行车零部件（车架、曲柄）
家居用品	厨房用具（刀具、餐具）家居装饰（灯具、装饰品）