熔模鑄造歷史

1、熔模鑄造歷史熔模鑄造又稱失蠟鑄造 ,它的產(chǎn)品精密、復雜、接近于零件最后形狀 ,可不加 工或很少加工就直接接使用 ,故熔模鑄造是一種近凈形成形的先進工藝。熔模鑄造的歷史可以追溯到 4000 年前，最早發(fā)源的國家有埃及、中國和印 度，然后才傳到非洲和歐洲的其它國家。 中國古代留下很多熔模鑄件精品， 如春 秋晚期的王子午鼎、銅禁，戰(zhàn)國的曾候乙尊、盤，漢代的銅錯金博山爐、長信宮 燈，隋朝的董欽造彌陀鎏金銅像。明代渾天儀、武當真武帝君像，清故宮太和門 銅獅等。在西非，大約在 11 世紀以后，制造了大量的熔模鑄件。在 16 世紀時，熔模 鑄造工藝被藝術家和雕刻家們廣泛運用，蔡利尼（ Benvenuto C

2、ellini ）所制造的 Perseus仙座和女妖首領的銅像就是其中最杰出的作品之一。世界上最早的失蠟鑄造文字記述 ,當推中國南宋 （公元 1127-1279 年）趙希鵠的洞天清祿集。隨后有蔡利尼 1568 年的論文，明代宋應星天工開物及 16 世紀中期 VaVrinecKrickes 的大炮、球、追擊炮、鐘的鑄造與制備指導等。19 世紀末期，牙科用熔模鑄造工藝，結合離心澆注技術生產(chǎn)牙科鑄件。 20 世紀初為生產(chǎn)出更粗密的牙科件， 人們開始研究影響蠟模和型殼尺寸穩(wěn)定性的因 素，以及一些金屬和合金的凝固收縮性能，20 世紀 30 年代初調整了熔模使用的 材料。從 1900年到 1940 年這方面

3、的專利就多達 400 件以上。珠寶首飾行業(yè)也廣 泛采用熔模鑄造技術。在惡劣環(huán)境中工作的航空發(fā)動機零件， 如渦輪增壓器，若采用傳統(tǒng)合金， 則 不能滿足性能上的要求。20 世紀 30 年代末，人們發(fā)現(xiàn) Austenal 實驗室為外科移 植手術研制的鉆基合金在高溫下有優(yōu)異的性能， 可用于渦輪增壓器。 但這類合金 很難加工，熔模鑄造就成為該類合金成形的工藝方法， 迅速地發(fā)展工業(yè)技術， 進 入航空、國防工業(yè)部門，并迅速地應用到其它工業(yè)部門。自 20 世紀 40 年代熔模鑄造用于工業(yè)生產(chǎn)后 ,半個世紀中一直以較快的速度 發(fā)展著。據(jù)報道 1996 年世界熔模鑄造業(yè)（不包括前蘇聯(lián)）北美占 50%、歐洲 25%

4、、 亞洲 20%、其余 5%。美中美國占 95%，而歐洲則英國占 42%、法國 26%、德國 19%、意大利 7%，其余 6%。當年美國熔模鑄造的銷售額商達 26.1 億美元。而 1970 年、1980 年美國熔模鑄造的銷售額分別為 2.5 億美元和 11 億美元， 即 1996 年為 1970年的 10.4 倍，是 1980 年的 2.37 倍。可見熔模鑄造業(yè)發(fā)展之迅速?，F(xiàn) 在熔模鑄造除用于航空、兵器部門外，幾乎應用于所有工業(yè)部門，特別是電子， 石油、化工、能源、交通運輸、輕工、紡織、制藥、醫(yī)療機械、泵和閥等部門。熔模鑄造的迅速發(fā)展是依靠其技術發(fā)展和技術進步取得的。 熔模鑄造工藝的 各個環(huán)節(jié)

5、都有長足的進步， 對熔模鑄造發(fā)展有較大影響的新材料、 新工藝、 新設 備也很多，如水溶性型芯、陶瓷型芯、金屬材質改進、大型熔模鑄造技術、鈦合 金熔模鑄造、定向凝固和單晶鑄造、過濾技術、熱等靜壓、快速成型技術、計算 機在熔模鑄造中應用以及機械化自動化等。 技術發(fā)展使熔模鑄造不僅能生產(chǎn)小型 鑄件，而且能生產(chǎn)較大鑄件，最大的熔模鑄件的輪廓尺寸已近2m,而最小壁厚卻不到 2mm。同時熔模鑄件也更趨精密，除線性公差外，零件也能達到較高的 幾何公差。熔模鑄件的表面粗糙度值也越來越小，可達到Ra0.4um。另外，由于材質的改進和工藝技術的發(fā)展使得鑄件力學性能也越來越好。 渦 輪葉片就是一個很好的例子，渦輪葉

6、片材質和工藝進步使其性能得到了很大的提 高，20世紀 60 年代到 90 年代，渦輪葉片的材質（美國牌號）從 IN100、B1900 到 MM200、MM247，再發(fā)展至 U PWA1480;同時由于凝固技術的發(fā)展，渦輪葉 片從傳統(tǒng)的等軸晶（EQ）,到定向凝固的柱狀晶（DS）,再了展到單晶（SC）葉 片,從而使渦輪葉片的工作溫度由 980E提高到 1100C以上。鈦合金熔模鑄造技 術的發(fā)展，使現(xiàn)代工業(yè)中的重要結構材料鈦合金能用熔模鑄造方法生產(chǎn)出精密復 雜零件，如飛機發(fā)動機的中間機匣、壓氣機機匣、醫(yī)療置入物等。特別是大型整 體鈦熔模鑄件的出現(xiàn)，它代替組裝件，減輕了機器的重量、提高了壽命，取得了

7、很好的效果。據(jù)報道， 1992 年生產(chǎn)的最大鈦熔模鑄件轂架經(jīng)焊接加工后重340kg，直徑 1.918m，高 0.591m。熱等靜壓（HIP）技術已被廣泛用于渦輪葉片及其它熔模鑄件上。它是利用 高溫和高壓， 靠金屬蠕變和塑性變形讓鑄件內(nèi)部疏松、 熱裂等缺陷愈合， 處理后 鑄件密度可達到金屬理論密度， 從而使性能提高。 熱等靜壓處理可使鎳基高溫合 金、鈦合金和鋁合金的高溫低周波疲勞性能提高 3-10 倍;使鎳基高溫合金和鈦 合金的持久壽命提高 2 倍以上;使鑄件性能波動和分散程度降低到原來的六分之 一。為縮短生產(chǎn)周期，簡化工序， 熔模鑄造與 20 世紀 80 年代出現(xiàn)的快速成形技 術（RPT）結合，使用RPT 的立體光刻法（SLA ）、選擇性激光燒結法（SLS）、 熔融堆積制造法（ FDM ）或分層實體制造法（ LOM ）等工藝所制塑料、蠟和紙 原型代替?zhèn)鹘y(tǒng)蠟模，或使用直接型殼生產(chǎn)法（DSPC）工藝生產(chǎn)的陶瓷型殼進行 熔模鑄造生產(chǎn)，增強了市場競爭力。機械化、自動化的進展打破了 熔模鑄造工藝不可能實現(xiàn)機械化 的舊觀念， 日本、英國和前蘇聯(lián)已成功地將熔模鑄造工藝用來生產(chǎn)低成本的汽車等民用零 件?？傊S著鑄造技術的發(fā)展，熔模