【正文】 。其硬化機(jī)理完全不同于尿烷冷芯盒法，但工藝方面的特點(diǎn)，如硬化快、型芯強(qiáng)度高等，則與尿烷冷芯盒法大致相同。 熔模鑄造熔模鑄造又稱“失蠟鑄造”，通常是在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ廴ザ瞥尚蜌ぃ俳?jīng)過焙燒，然后進(jìn)行澆注，而獲得鑄件的一種方法，由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱“熔模精密鑄造”。可用熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。熔模鑄件的形狀一般都比較復(fù)雜。在生產(chǎn)中可將一些原來由幾個零件組合而成的部件，通過改變零件的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成為整體零件而直接由熔模鑄造鑄出，以節(jié)省加工工時和金屬材料的消耗，使零件結(jié)構(gòu)更為合理。熔模鑄件的重量大多為零點(diǎn)幾十牛（即幾十克到幾公斤），太重的鑄件用熔模鑄造法生產(chǎn)較為麻煩，但目前生產(chǎn)大的熔模鑄件的重量已達(dá)800牛左右。熔模鑄造工藝過程較復(fù)雜，且不易控制，使用和消耗的材料較貴，故它適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求高、或很難進(jìn)行其它加工的小型零件，如渦輪發(fā)動機(jī)的葉片等。熔模的制造熔模鑄造生產(chǎn)的第一個工序就是制造熔模，熔模是用來形成耐火型殼中型腔的模型，所以要獲得尺寸精度和表面光潔度高的鑄件，首先熔模本身就應(yīng)該具有高的尺寸精度和表面光潔度。此外熔模本身的性能還應(yīng)盡可能使隨后的制型殼等工序簡單易行。為得到上述高質(zhì)量要求的熔模，除了應(yīng)有好的壓型（壓制熔模的模具）外，還必須選擇合適的制模材料（簡稱模料）和合理的制模工藝。1）模料制模材料的性能不單應(yīng)保證方便地制得尺寸精確和表面光潔度高，強(qiáng)度好，重量輕的熔模，它還應(yīng)為型殼的制造和獲得良好鑄件創(chuàng)造條件。模料一般用蠟料、天然樹脂和塑料（合成樹脂）配制。凡主要用蠟料配制的模料稱為蠟基模料，它們的熔點(diǎn)較低，為60～700C；凡主要用天然樹脂配制的模料稱為樹脂基模料，熔點(diǎn)稍高，約70～1200C。2）模料的配制及回收（1）模料的配制配制模料的目的是將組成模料的各種原材料混合成均勻的一體，并使模料的狀態(tài)符合壓制熔模的要求。配制時主要用加熱的方法使各種原材料熔化混合成一體，而后在冷卻情況下，將模料劇烈攪拌，使模料成為糊膏狀態(tài)供壓制熔模用。有時也有將模料熔化為液體直接澆注熔模的情況。（2）模料的回收。使用樹脂基模料時，由于對熔模的質(zhì)量要求高，大多用新材料配制模料壓制鑄件的熔模。而脫模后回收的模料，在重熔過濾后用來制作澆冒口系統(tǒng)的熔模。使用蠟基模料時，脫模后所得的模料可以回收，再用來制造新的熔模。可是在循環(huán)使用時，模料的性能會變壞，脆性增大，灰分增多，流動性下降，收縮率增加，顏色由白變褐，這些主要與模料中硬脂酸的變質(zhì)有關(guān)。因此，為了盡可能地恢復(fù)舊模料的原有性能，就要從舊模料中除去皂鹽，常用的方法有鹽酸（硫酸）處理法，活性白土處理法和電解回收法。3）熔模和模組的制造（1）熔模的制造生產(chǎn)中大多采用壓力把糊狀模料壓入壓型的方法制造熔模。壓制熔之前，需先在壓型表面涂薄層分型劑，以便從壓型中取出熔模。壓制蠟基模料時，分型劑可為機(jī)油、松節(jié)油等；壓制樹脂基模料時，常用 麻油和酒精的混合液或硅油作分型劑。分型劑層越薄越好，使熔模能更好地復(fù)制壓型的表面，提高熔模的表面光潔度。壓制熔模的方法有三種，柱塞加壓法、氣壓法和活塞加壓法。（2）熔模的組裝熔模的組裝是把形成鑄件的熔模和形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組合在一起，主要有兩種方法：① 焊接法用薄片狀的烙鐵，將熔模的連接部位熔化，使熔模焊在一起。此法較普遍。② 機(jī)械組裝法在大量生產(chǎn)小型熔模鑄件時，國外已廣泛采有機(jī)械組裝法組合模組，采用此種模組可使模組組合和效率大大提高，工作條件也得到了改善。型殼的制造熔模鑄造的鑄型可分為實(shí)體型和多層型殼兩種，目前普遍采用的是多型殼。將模組浸涂耐火涂料后，撒上料狀耐火材料，再經(jīng)干燥、硬化，如此反復(fù)多次，使耐火涂掛層達(dá)到需要的厚度為止，這樣便在模組上形成了多層型殼，通常將近其停放一段時間，使其充分硬化，然后熔失模組，便得到多層型殼。多層殼有的需要裝箱填砂；有的則不需要，經(jīng)過焙燒后就可直接進(jìn)行澆注。在熔失熔模時，型殼會受到體積正在增大的熔融模料的壓力；在焙燒和注時，型殼各部分會產(chǎn)生相互牽制而又不均的膨脹的收縮，因此，金屬還可能與型殼材料發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)。所以對型殼便有一定的性能要求，如小的膨脹率和收縮率；高的機(jī)械強(qiáng)度、抗熱震性、而火度和高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性；型殼還應(yīng)有一定的透氣性，以便澆注時型殼內(nèi)的氣體能順利外逸。這些都與制造型殼時所采用的耐火材料、粘結(jié)劑以及工藝有關(guān)。1）制造型殼用的材料制造型殼用的材料可分為兩種類型，一種是用來直接形成型殼的，如耐火材料、粘結(jié)劑等；另一類是為了獲得優(yōu)質(zhì)的型殼，簡化操作、改善工藝用的材料，如熔劑、硬化劑、表面活性劑等。（1）耐火材料目前熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉，以及硅酸鋁耐火材料，如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。有時也用鋯英石、鎂砂（MgO）等。（2）粘結(jié)劑在熔模鑄造中用得最普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液（簡稱硅酸溶膠），如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸（H2SiO3）和溶劑，有時也有穩(wěn)定劑，如硅溶膠中的NaOH。硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得最早、最普遍的粘結(jié)劑；水玻璃殼型易變形、開裂，用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國，當(dāng)生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時，水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)；硅溶膠的穩(wěn)定性好，可長期存放，制型殼時不需專門的硬化劑，但硅溶膠對熔模的潤濕稍差，型殼硬化過程是一個干燥過程，需時較長。2）制殼工藝制殼過程中的主要工序和工藝為：（1）模組的除油和脫脂在采用蠟基模料制熔模時，為了提高涂料潤濕模組表面的能力，需將模組表面的油污去除掉。（2）在模組上涂掛涂料和撒砂涂掛涂料以前,應(yīng)先把涂料攪拌均勻,盡可能減少涂料桶中耐火材料的沉淀,調(diào)整好涂料的粘度或比重，以使涂料能很好地充填和潤濕熔模，掛涂料時,把模組浸泡在涂料中,左右上下晃動,使涂料能很好潤濕熔模，均勻覆蓋模組表面。涂料涂好后，即可進(jìn)行撒吵。（3）型殼干燥和硬化每涂復(fù)好一層型殼以后，就要對它進(jìn)行干燥和硬化，使涂料中的粘結(jié)劑由溶膠向凍膠、凝膠轉(zhuǎn)變，把耐火材料連在一起。（4）自型殼中熔失熔模型殼完全硬化后，需從型殼中熔去模組，因模組常用蠟基模料制成，所以也把此工序稱為脫蠟。根據(jù)加熱方法的不同，有很多，脫蠟方法，用得較多的是熱水法和同壓蒸汽法。（5）焙燒型殼如需造型（填砂）澆注，在焙燒之前，先將脫模后的型殼埋箱內(nèi)的砂粒之中，再裝爐焙燒。如型殼高溫強(qiáng)度大，不需造型澆注，則可把脫模后的型殼直接送入爐內(nèi)焙燒。焙燒時逐步增加爐溫，將型殼加熱至800010000C，保溫一段時間，即可進(jìn)行澆注。熔模鑄件的澆注和清理1）熔模鑄件的澆注熔模鑄造時常用的澆注方法有：（1）熱型重力澆注方法有以下幾種。這是用得最廣泛的一種澆注形式，即型殼從焙燒爐中取出后，在高溫下進(jìn)行由澆注。此時金屬在型殼中冷卻較慢，能在流動性較高的情況下充填鑄型，故鑄件能很好復(fù)制型腔的形狀，提高了鑄件的精度。但鑄件在熱型中的緩慢冷卻會使晶粒粗大，這就降低了鑄件的機(jī)械性能。在澆注碳鋼鑄件時，冷卻較慢的鑄件表面還易氧化和脫碳，從而降低了鑄件的表面硬度、光潔度和尺寸精度。（2）真空吸氣澆注將型殼放在真空澆注箱中，通過型殼中的微小孔隙吸走型腔中的氣體，使液態(tài)金屬能更好地充填型腔，復(fù)制型腔的形狀，提高鑄件精度，防止氣孔、澆不足的缺陷。該法已在國外應(yīng)用。（3）壓力下結(jié)晶將型殼放在壓力罐內(nèi)進(jìn)行澆注，結(jié)束后，立即封閉壓力罐，向罐內(nèi)通入高壓空氣或惰性氣體，使鑄件在壓力下凝固，以增大鑄件的致密度。在國外最大壓力已達(dá)150atm。（4）定向結(jié)晶（定向凝固）一些熔模鑄件如渦輪機(jī)葉片、磁鋼等，如果它們的結(jié)晶組織是按一定方向排列的柱狀晶，它們的工作性能便可提高很多，所以熔模鑄造定向結(jié)晶技術(shù)正迅速地得到發(fā)展。2）熔模鑄件的清理熔模鑄件清理的內(nèi)容主要為：（1）從鑄件上清除型殼；（2）自澆冒系統(tǒng)上取下鑄件；（3）去除鑄件上所粘附的型殼耐火材料；（4）鑄件熱處理后的清理，如除氧化皮、盡邊和切割澆口殘余等。熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)如同一般鑄造工藝設(shè)計(jì)，熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)為：1）分析鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性；2）選擇合理的工藝方案，確定有關(guān)的鑄造工藝參數(shù)，在上述基礎(chǔ)上繪制鑄件圖；3）設(shè)計(jì)澆冒系統(tǒng)，確定模組結(jié)構(gòu)。在考慮上述三方面的問題時，主要的依據(jù)仍是一般鑄造過程的基本原則，尤其在確定工藝方案、工藝參數(shù)時（如鑄造圓角，撥模斜度、加工余量、工藝筋等），除了具體數(shù)據(jù)由于熔模鑄造的工藝特點(diǎn)稍有不同之外，而設(shè)計(jì)原則與砂型鑄造完全相同。熔模鑄造的特點(diǎn)熔模鑄件尺寸精度較高，一般可達(dá)CT46（砂型鑄造為CT10~13，壓鑄為CT5~7）,當(dāng)然由于熔模鑄造的工藝過程復(fù)雜，影響鑄件尺寸精度的因素較多，例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等，所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高，但其一致性仍需提高（采用中、高溫蠟料的鑄件尺寸一致性要提高很多）。壓制熔模時，采用型腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。此外，型殼由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成，與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。所以，熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高，~。熔模鑄造最大的優(yōu)點(diǎn)就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機(jī)械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機(jī)械加工即可使用。由此可見，采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時，大幅度節(jié)約金屬原材料。熔模鑄造方法的另一優(yōu)點(diǎn)是，它可以鑄造各種合金的復(fù)雜的鑄件，特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發(fā)動機(jī)的葉片，其流線型外廓與冷卻用內(nèi)腔，用機(jī)械加工工藝幾乎無法形成。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn)，保證了鑄件的一致性，而且避免了機(jī)械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。 連續(xù)鑄造連鑄即連續(xù)鑄鋼，在鋼鐵廠生產(chǎn)各類鋼鐵產(chǎn)品過程中，使用鋼水凝固成型有兩種方法：傳統(tǒng)的模鑄法和連續(xù)鑄鋼法。而在二十世紀(jì)五十年代在歐美國家出現(xiàn)的連鑄技術(shù)是一項(xiàng)把鋼水直接澆注成形的先進(jìn)技術(shù)。與傳統(tǒng)方法相比，連鑄技術(shù)具有大幅提高金屬收得率和鑄坯質(zhì)量，節(jié)約能源等顯著優(yōu)勢。連續(xù)鑄鋼的具體流程為：鋼水不斷地通過水冷結(jié)晶器，凝成硬殼后從結(jié)晶器下方出口連續(xù)拉出，經(jīng)噴水冷卻，全部凝固后切成坯料的鑄造工藝過程。連鑄自動化控制主要有連鑄機(jī)拉坯輥速度控制、結(jié)晶器振動頻率的控制、定長切割控制等控制技術(shù)。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來的鋼水經(jīng)過精煉爐精煉以后，需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規(guī)格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序，主要設(shè)備包括回轉(zhuǎn)臺、中間包，結(jié)晶器、拉矯機(jī)等。將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺，回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動裝置共同作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長度的板坯。連鑄的主要工藝設(shè)備有：（1）鋼包回轉(zhuǎn)臺鋼包回轉(zhuǎn)臺：設(shè)在連鑄機(jī)澆鑄位置上方用于運(yùn)載鋼包過跨和支承鋼包進(jìn)行澆鑄的設(shè)備。由底座、回轉(zhuǎn)臂、驅(qū)動裝置、回轉(zhuǎn)支撐、事故驅(qū)動控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和錨固件6部分組成。（2）中間包中間包是短流程煉鋼中用到的一個耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個結(jié)晶器中去。（3）結(jié)晶器在連續(xù)鑄造、真空吸鑄、單向結(jié)晶等鑄造方法中，使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶的特種金屬鑄型。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，直接關(guān)系到連鑄坯的質(zhì)量。（4）拉矯機(jī)在連鑄工藝中，連鑄機(jī)拉坯輥速度控制是連鑄機(jī)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，拉坯速度控制水平直接影響連鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量，而拉坯輥電機(jī)驅(qū)動裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。（5）電磁攪拌器電磁攪拌器的實(shí)質(zhì)是借助在鑄坯液相穴中感生的電磁力，強(qiáng)化鋼水的運(yùn)動。具體地說，攪拌器激發(fā)的交變磁場滲透到鑄坯的鋼水內(nèi)，就在其中感應(yīng)起電流，該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌鱿嗷プ饔卯a(chǎn)生電磁力，電磁力是體積力，作用在鋼水體積元上，從而能推動鋼水運(yùn)動。圖15 連鑄工藝流程圖 離心鑄造離心鑄造屬于特種鑄造。將液態(tài)金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型里，在離心力作用下充型并凝固成鑄件的鑄造方法。離心鑄造用的機(jī)器稱為離心鑄造機(jī)。按照鑄型的旋轉(zhuǎn)軸方向不同，離心鑄造機(jī)分為臥式立式和傾斜式3種。臥式離心鑄造機(jī)主要用于澆注各種管狀鑄件,如灰鑄鐵球墨鑄鐵的水管和煤氣管,管徑最小75毫米,最大可達(dá)3000毫米此外可澆注造紙機(jī)用大口徑銅輥筒,各種碳鋼、合金鋼管以及要求內(nèi)外層有不同成分的雙層材質(zhì)鋼軋輥。立式離心鑄造機(jī)則主要用以生產(chǎn)各種環(huán)形鑄件和較小的非圓形鑄件。離心鑄造所用的鑄型，根據(jù)鑄件形狀、尺寸和生產(chǎn)批量不同，可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內(nèi)敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型。鑄型的轉(zhuǎn)數(shù)是離心鑄造的重要參數(shù)，既要有足夠的離心力以增加鑄件金屬的致密性，離心力又不能太大，以免阻礙金屬的收縮。尤其是對于鉛青銅，過大的離心力會在鑄件內(nèi)外壁間產(chǎn)生成分偏析。一般轉(zhuǎn)速在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到1500轉(zhuǎn)左右。離心鑄造的特點(diǎn)是金屬液在離心力作用下充型和凝固，金屬補(bǔ)縮效果好，鑄件組織致密，機(jī)械性能好；鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。具體表現(xiàn)為：1）液體金屬能在鑄型中形成中空的圓柱形自由表面，這樣便可不用型芯就能鑄出中空的鑄件，大大簡化了套筒，管類鑄件的生產(chǎn)過程；2）由于旋轉(zhuǎn)時液體金屬所產(chǎn)生的離心力作用，離心鑄造工藝可提高金屬充鎮(zhèn)鑄型的能力，因此一些流動性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產(chǎn)；3）由于離心力的作用，改善了補(bǔ)縮條件，氣體和非金屬夾雜也易于自液體金屬中排出，因此離心鑄件的組織較致密，縮孔（縮松）、氣孔、夾雜等缺陷較少；4）消除或大大節(jié)省澆注系統(tǒng)和冒口方面的金屬消耗；5）鑄件易產(chǎn)生偏析，鑄件內(nèi)表面較