当前位置： 液体金属 >> 液体金属介绍 >> 工程师需要了解的工艺熔模铸造
熔模铸造（InvestmentCasting），通常是用熔模材料（低熔点材料如蜡料等）制成熔模样件并组成模组，然后在模组表面涂上数层耐火材料，待硬化干燥固化后，将模组加热熔出模料形成中空型壳，经高温烧结后浇注金属液体，清理后得到铸件。
由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，熔模铸造还被称为“熔模精密铸造”。
同时，由于熔模材料通常为蜡基材料，因此又称“失蜡铸造（LostWaxCasting）”
熔模铸造是一种先进的近净形成型工艺，可生产各种合金的精密、复杂铸件，铸件接近于零件最后的形状和尺寸，可不经机加工直接使用或少机加工后使用。
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熔模铸造工艺过程
熔模铸造主要包括六个工艺过程：
蜡模成型-组树-制壳-脱蜡和焙烧-熔炼浇注-清砂、切割得到成品。
1.1蜡模成型
蜡模成型，是将蜡料压入模具型腔，冷却取出形成蜡模。
1.2组树
组树，是把多个蜡模焊接在浇注系统上。
1.3制壳
制壳，是先在蜡模表面先蘸上配好的硅溶胶涂料，然后撒上耐火砂料，型壳在特定的温湿度下进行干燥硬化，这样在蜡模表面形成了致密的耐火涂层，然后重复该工序5-6次，最后就形成了具有一定强度和耐火度的硅溶胶型壳。
1.4脱蜡和焙烧
脱蜡是将型壳里面的蜡通过高温蒸汽让蜡融化排出，这样就得到了可以浇注成型的空腔模壳了。
型壳焙烧主要是烧掉模壳中残留的蜡料和水分，同时精密铸造是在红壳状态下浇注，通常将模壳在度左右焙烧1-2小时。
1.5熔炼浇注
按照产品的材质成分进行配料，然后进行钢液熔炼，除渣光谱测试，成分合格后就可以浇注。需要在红壳状态下严格按照工艺卡的要求将钢水浇入模壳，逐渐形成毛坯。
1.6清砂、切割得到成品
浇注后得到的毛坯经充分冷却后，使用人工（锤击）或振动脱壳机使模壳从毛坯上分离，然后把铸件与浇注系统切割分离，得到铸件成品。
后续可以根据需求，进行抛光、机加工等工序。
熔模铸造的生产过程，可以参考以下同名公主号上相同文章中的视频。
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熔铸铸造的优缺点
熔模铸造的优点包括：
2.1可成型极度复杂的零件
作为一种金属成型工艺，熔模铸造可以成型极度复杂的零件。相对于压铸、砂铸、消失模铸造等工艺，熔模铸造可以允许的零件复杂度最高。
日期章、文字和内部脊柱均可以成型。
倒扣可以成型。
复杂的管道可以成型。
利用这一特点，可以使用熔模铸造把原本通过其它工艺加工的零部件合并为1个零件，从而简化产品结构，去除装配工序，达到降本的目的。
从另外一角度说，熔模铸造提供了极大的设计自由度，极度复杂的零件都可以通过熔模铸造成型。
▲熔模铸造复杂零件示例
2.2外观质量好
熔模铸件外观质量好，表面粗糙度低，表面粗糙度可达Ra3.2um。
一般来说，铣削金属的表面粗糙度为Ra3.2。换句话说，熔模铸件的外观质量同铣削差不多。
这样的好处是，在某些场合，熔模铸造可以去除二次机加工工序或者喷漆等表面处理工序。
▲具有高质量外观的飞机零部件
2.3尺寸精度高
相对于其它铸造工艺，熔模铸件尺寸精度较高。
▲熔模铸造线性尺寸公差
当然由于熔模铸造的工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素较多，例如模料的收缩、熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件的变形等，所以普通熔模铸件的尺寸精度虽然较高，但其一致性仍需提高（采用中、高温蜡料的铸件尺寸一致性要提高很多）。
2.4材料不受限制
可以熔模铸造的金属材料不收限制，包括碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。
▲钛合金熔模铸造
熔模铸造的缺点包括：
熔模铸造最大的缺点是成本比较高，因为工艺流程烦琐、生产周期长，同时蜡模模具、涂料、耐火砂料等都是成本。所以，熔模铸造比较适合中大批量的产品，小批量时可以考虑使用3D打印来制造蜡模。单纯的零件工艺替换为熔模铸造，成本反而会更高。如果把熔模铸造用于降本，则需要考虑把多个零件合并、去除机加工等。铸件尺寸不能太大。铸件重量最大可做到Kg，超出重量铸件难度较大。影响熔模铸造的质量因素太多，工序质量控制难度较大。—3—
哪些零件适合熔模铸造？
熔模铸造，适用于以下应用场景：
3.1零件重量介于g~50kg
尽管熔模铸造也可以成型大型铸件，然而比较适合成型中小型铸件。一方面，当铸件太大时，尺寸精度很难保证；另一方面，模具成本和加工成本会比较高。砂型铸造是大型铸件的更好选择。
熔模铸造成型小型零件时更理想，尺寸精度比较容易保证，成本也在可以承受的范围之内。
3.2中大批量生产
熔模铸造首先需要加工蜡模模具以及其它工装夹具，需要一定的固定资产投资，因此比较适合中大批量的生产。
3.3尺寸精度要求较高时
相对以其它铸造工艺，熔模铸造的尺寸精度是最高的。
3.4需要减少和去除机加工时
因为熔模铸造的尺寸精度高、表面光洁度好，熔模铸造可以去除机加工，即使需要机加工，机加工的工作量也少于其它铸造工艺。
3.5当零件内部结构复杂时
当零件的内部结构复杂时，熔模铸造可能是最优选择。
熔模铸造可以成型极度复杂的零件，这是因为熔模铸造不存在脱模问题，用于浇注熔融金属的模具是陶瓷，冷却凝固后很容易脱落。
通过创造性的模具、可溶性蜡芯或陶瓷芯，可以很容易地获得被涂覆以形成陶瓷壳的蜡模内部结构。
因此，在熔模铸造中对零件内部细节没有限制。
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熔模铸造的典型应用
熔模铸造的应用领域很广，例如航空航天、发电、汽车、军事、商业、食品、天然气、石油以及能源行业等，例如汽轮机燃气轮机、水轮发动机等的叶片、叶轮、导向器、导向轮和汽车、拖拉机、风动工具、机床上的小型零件、以及工艺品等。
