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失蠟法,也稱為熔模鑄造或精密鑄造,是一種古老的金屬成型技術,尤其適用于制作復雜形狀和高精度的零件,包括鋁鑄件。在鑄鋁領域,失蠟法因其能夠提供出色的尺寸精度、表面光潔度以及良好的復制復雜細節能力而被廣泛采用。以下是失蠟法鑄鋁工藝的詳細步驟:
設計與制模:首先根據鑄件的最終設計,使用蠟或蠟樣材料手工雕刻或通過精密的蠟模注射機來制作蠟模。蠟模需精確反映鑄件的所有細節和尺寸。
組裝:對于復雜的鑄件,可能會制作多個單獨的蠟模部件,然后通過蠟棒(澆道和溢流道)連接在一起形成一個整體,稱為澆鑄集或模組。
涂掛:將組裝好的蠟模集浸入耐火材料(通常是硅酸乙酯)和石英砂混合的懸浮液中,經過反復多次的涂掛,形成多層陶瓷殼。每涂掛一層后,需等待其干燥或進行快速烘干。
加固:根據需要的強度和尺寸,重復上述過程,直至殼體達到足夠厚度,一般為數毫米至厘米不等。
脫脂與預熱:在脫蠟前,先對陶瓷殼進行預熱處理,以去除蠟模中的水分并軟化蠟質。
脫蠟:將殼體加熱至蠟的熔點以上,通常在600°C至900°C之間,使蠟模完全熔化并流出,留下空腔。
燒結殼:將脫蠟后的陶瓷殼進一步加熱至更高的溫度,以增強其強度和穩定性,避免澆注時發生破裂。
預熱:在澆注前,將殼體預熱至接近澆注金屬的溫度,以減少熱沖擊。
熔煉鋁材:將純鋁或鋁合金材料在熔爐中加熱至其熔點,通常約為660°C至700°C。
澆注:將熔融的鋁液通過澆口注入預先預熱的陶瓷殼中,填充蠟模留下的空腔。澆注速度和溫度控制極為關鍵,以避免氣孔和冷隔。
冷卻:澆注完成后,讓鑄件在殼體內自然冷卻至室溫,或采用控制冷卻速率的方式減少熱應力。
殼體去除:通過振動、水噴射或化學方法去除陶瓷殼,暴露出鑄鋁件。
清理:包括去除澆口、冒口、飛邊等多余部分,以及打磨、拋光鑄件表面。
熱處理:根據需要進行熱處理,如退火或時效處理,以優化鑄件的機械性能。
檢測與加工:進行質量檢測(如X射線、磁粉探傷等)和必要的機加工,確保鑄件符合最終規格要求。
失蠟法鑄鋁工藝通過上述復雜而精細的步驟,能夠生產出高質量的鋁鑄件,廣泛應用于航空航天、汽車、醫療、通訊及許多其他高技術領域。
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