精密铸造法(脱蜡法石膏模法和陶瓷模)
精密铸造（Precision Casting）1 前言精密铸造法是指使用非金属铸模，制品尺寸精度高于普通砂模铸件之铸造法的总称，包括脱蜡法(Lost Wax Casting或Investment Casting)，石膏模法(Plaster Mold Casting)和陶瓷模(Ceramic Mold Casting)法三大类。
2 脱蜡法精密铸造2-1 特征与优点(1)铸件的最大界限长度为700mm，易作之长度在200mm以下。
铸件之最大重量约100公斤，一般常为10公斤以下。
(2)铸件之尺寸公差20mm ±0.13mm，100mm ±0.30mm，200mm ±0.43mm，而小件之尺寸精度不易达到±0.10mm以内。
角度公差为±0.5~±2.0度，铸件最小厚度0.5~1.5mm。
铸件表面粗度约Rmax 4S~12S。
(3)铸件材质几无任何限制，如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金，各种钢材、钴基和镍基耐热合金，硬材料。
(4)制作形状复杂之工件，尺寸精度良好，切削加工少。
(5)节省材料浪费，并可大量生产。
脱蜡精密铸件广用于喷射引擎、燃气涡轮、蒸汽涡轮、飞机零件、内燃机、车辆、食品机械、印刷机械、制纸机械、压缩机、阀件、帮浦、计测仪、缝纫机、武器、事务机器、及其它机器零件。
2-2 制程脱蜡铸造法有两大类：实心模(Solid Mold)法和陶壳模(Ceramic Shell Mold)法，后者为前者的改良法。
实心模法系在考虑蜡型的冷凝收缩量，铸模的加热膨胀量和熔融金属的冷凝收缩量之后，制作与最终铸件尺寸近似的模具。
将融化的蜡质押灌注入此以金属或硅胶做成之模具内，取出蜡型后，浸入微粉耐火材料与粘结剂混泡而成之浆液。
滴净之后，撒布粗粒耐火材料，使之干燥。
放入铸框，将混练有粘结剂的耐火物粒填满之，然后干燥。
接着加热使蜡质熔化流出来，作成铸模。
以高温加热铸模，烧除少量残余之蜡质并提高其强度，接着注入金属熔液。
陶壳模法直到蜡型的制作都跟实心模法相同，只是在一次沾浆和淋砂（或浮砂）之后，并不进行包模作业，而是反复多次地进行沾浆和淋砂，直至获得预定的外壳厚度。
干燥、加热、熔流出蜡质，高温加热再行浇注，这种方法为目前的脱蜡精密铸造业者所广泛采用，因其具有下列优点：(1)尺寸稳定性较佳(2)耐火材料使用量较少(3)重量轻，易于搬运、处理、制作大型铸件(4)制程可局部自动化，以节省人力，提高生产速率(5)生产成本较低(6)陶壳模较薄，浇注后铸件的冷却速率较高而均匀，故其机械性质较佳。
(A)主模型(Master Pattern)主模型的外形与最终制品的近似，制作时须将蜡的冷凝收缩，铸模的加热膨胀与铸造金属的冷凝收缩列入考虑。
例如蜡型的冷缩率是1.2%，铸模的热胀率是0.7%，铸造金属的冷缩率是1.7%时，则主模型的尺寸增加率则为2.2%，常用的材质有铝合金、铜合金和不锈钢等。
(B) 蜡型成形模大量生产机械零件用之蜡型成形模一般均使用铝合金以机械加工的方法制成，此时系根据客户所提供之蓝图加工，无须用到主模型。
铝合金模由数件组成，射蜡之前由手工组合、锁定、射蜡完成之后再以手工拆卸，取出蜡型，部份成形模系利用主模型倒入或喷涂低熔点合金而作成，或将主模型挤压入超塑性金属板而成形。
(C)射蜡常用的蜡质系凝固温度范围大者，以半固状态押入装于射蜡机的模具内部，押射压力常为7~12kg/cm2，有时为50 kg/cm2，制作蜡型时，须注意金属模温度，蜡的押入温度、押入压力、离模时间、蜡型的温度以获得尺寸安定性。
因此射蜡室须保持恒温。
有时候使用塑料取代蜡，生产量大而不十分要求尺寸精度的小铸件使用聚苯乙烯，具有厚截面的大件则使用尿素树脂（尿素粒85%，聚乙烯醇粉末10%，水5%）但是押射压力须高达140 kg/cm2(D)心型形状简单的中空制品，有细长孔，狭深沟的制品或中空部份的形状复杂而涂覆浆无法附着的制品均须使用心型(Core)。
心型的种类有金属心型，可溶蜡心型和陶心型。
金属心型法是先将金属心固定于金属模中，注入蜡后凝固，将金属心型从蜡型中抽出，这局限于中空部份形状简单的制品才能采用。
中空部份形状较为复杂或内孔曲折者，可用可溶蜡作成心型，固定于金属模内，注入蜡质凝固后，将蜡型浸泡水中，溶出心型。
但是，可溶蜡作成的心型强度不佳，易于折断，因此，中空部份细长者，可使用氧化铝粉，尖晶石粉、钛酸钡粉等与硅酸乙酯、胶硅土或树脂等粘结剂混合作成陶心型，于成品浇注，疑固后，再以溶剂将陶心型溶出。
涡轮叶片(turbine blade)之中空部份即使用这种方法作成。
(E) 组树小工件的蜡型须以人工的方式逐件地焊粘于浇流导上面，组装成蜡树，这是脱蜡铸造濧全工程中最耗费时间的一导步骤，组树时系用平头型的电烙铁热熔树干或基板和蜡型，再予以粘合。
装配时应注意的事项如下：(1)尽量将多个蜡型组装成一群(2)组装时应使蜡型于熔融时易于沿着树干或基座流出(3)装配成品部份应最先凝固，浇池最后凝固(4)浇注、凝固后，工件易于从树干或基座上切断(F) 沾浆与淋砂组树先以丙酮或酒精洗净蜡型表面的离型剂、油脂等，接着，浸泡入粘结剂与微粉耐火材料泡成之浆液，滴尽过剩的附着浆液，然后淋撒耐火物小粒，予以干燥，这项操作的重点在于均匀涂浆于蜡型表面，并且不使气泡附着、残留。
如此反复多次，直到获得预定的厚度，操作的次数及陶壳的厚度系视工件的尺寸与重量而定，其厚度须能支撑浇注时金属熔液的重量与挣压力而不致破裂。
浆体的主要成份业界多使用硅酸胶(colloidal silica)，填充剂则使用锆粉，其重量比约为1:35，浆体须添加适量的润湿剂（使浆液易于附着在蜡型表面）和消泡剂泡浆后须经十二小时的搅拌才可使用，浆体的管理项目有粘度，比重和PH值。
第一层之面浆使用填充剂添加量较多的高粘度者，第二层以后的背浆使用低粘度而渗透性较佳者，浆桶附近须保持22~25℃，以防止浆液迅速老化。
在浆液滴毕未干之前，撒布粗大的耐火物粒，撒布的方法一般使用简易而效果较佳的净砂桶，少数使用淋砂机，涂覆层内侧部份使用50~100目的细粒，往外侧则增粗为20~40目，干燥于输送带式，控制温、湿度的强制送风干燥室内进行。
(G)脱蜡与烧成工业上使用的方法是将涂覆的蜡型组树放入高压容器内锁紧，通入150℃的蒸汽加热，使蜡质讯速地熔化、流出，烧成的目的在于使残附铸模表面的少量蜡质完全燃烧，去除，并提高铸模的强度，铸模的烧成温度在700~1100℃之间，视浇注金属的材质而定，时间为20~60分钟，铸模取出加热炉之，随即进行浇注，以使铸件具有良好的金相组织。
3 石膏模法石膏之化学成份以硫酸钙为主体，依结晶水的方式而分成无水石膏(CaSO4)，半水石膏(CaSO4 ，1/2H2O，烧石膏)和二水石膏(CaSO4，2H2O)三种，石膏模法限用于生产非铁合金铸件，具有下述特色：(1)适于非量产之精密铸造，铸模费用高。
(2)铸件表面平滑，尺寸精度高，形状复杂，表面有微细凹凸（例如12μm）也能铸出。
(3)由于冷却速率小，可铸出薄壁铸件，如0.6~1.5mm。
(4)铸造应变小，组织与机械性质均匀。
(5)制造成本高，为砂模铸件的5~10倍，从造模干燥到浇注，需时2~3日。
(6)石膏模之热传导性不佳，铸件易生收缩缺陷，良品率较低。
(7)石膏模的透气性不良，浇注时需加压或减压，。
铸模用石膏系以石膏为粘结剂，配合多种添加剂，以提高其耐火度，降低干燥时之收缩应力和加热烧成时之膨胀应力。
1 作业工程(1)模型与离型剂模型的材质可使用金属、橡胶、木材等，使用木制模型须先加以涂装以防止产生渗粘现象，离型剂有溶解于灯油之硬脂酸，凡士林、硅利康滑脂等。
(2)混水与搅拌水使用纯水或性质相近者，半水石膏粉的混水量30~35%之间，以螺旋状叶片于容器内搅拌均匀，成奶油状浆体，在浆体有充分流动性的期间倒入装有模型的成形框内，略为施以振动或施以10~10-1 torr之减压以脱泡，避免气泡沾附于模型表面，此时半水石膏产生水和反应，浆体的粘性上升，失去流动性，凝结而硬化，形成二水石膏，随结晶成长发热，引起凝结膨胀，历数十小时才结束膨胀。
(3)干燥干燥石膏模法全工程中最耗费时间，也是最重要的步骤，急热会造成铸模破裂，因此应设定数段干燥温度，缓缓升温、加热，最终干燥温度为200~230℃，铸模反应，去水而成无水石膏。
干燥装置最好使用温度自动控制的热风强制循环排风式电气干燥炉，炉内温度分布均匀，以缩短干燥时间，即直接设定最终干燥温度，铸模也很少产生破裂的情形。
2 利用石膏模的脱蜡铸造法牙科用、戒指、首饰、装饰品和小型工艺品均应用这种方法作成，石膏作为粘结剂用，主体为白硅石等耐火材料。
将金属制作之成品原模型，放在两片橡胶之间，放于热压机上加热加压，使橡胶产生永久变形，而形成模型物之空模穴。
将两片橡胶对合、锁紧，使注入口紧靠于注蜡机之注出口，以0.2~0.5 kg/cm2 之力力将熔蜡注满橡胶模。
冷凝之后打开橡胶模，取出蜡型，使用低功率之烙铁局部熔化蜡型，将之焊接于充当流道之蜡干上，进行组树作业，将组树放入不锈钢环内，倒入石膏浆，然后振动和真空脱泡。
石膏模硬化后在室温放置12小时以上，使用电炉(120~150℃)或压力钠蒸汽脱蜡，脱蜡后的铸模缓缓升温到650~800℃烧成，将渗附于石膏表面的蜡质完全烧除。
残余蜡质燃烧不完全时，成为碳残留会在铸件表面形成缺陷。
在烧成温度保持一段时间，使铸模内外温度均匀，在炉内徐徐冷邿到适于浇注的温度，然后取出石膏模放入真空铸造机或离心铸造机内进行浇注。
首饰如戒指、胸针等形状十分复杂，具有细微凹凸纹路之成品均以离心铸造法制成。
铸造机附设有高周波加热装置以熔化坩埚内之贵金属，再藉离心力(400~1000rpm)使熔融金属注满石膏模，冷凝后锤打不锈钢环，取出石膏模，再以水枪冲散石膏，取出铸件处理之。
如佛像花瓶或其它较大件之工艺品则使用真空铸造机制成。
4 陶壳模法陶壳模铸件大都是少量生产，不易机械化、自动化、成本高，因而，其适用范围颇受限制，主要对像有：(1)本为焊接而成者可一体铸成(2)切削性不良的材料可大减细加工量(3)美术工艺品形状复杂者跟脱蜡铸造比较，可作成大铸件或厚肉件或者在数量上脱蜡铸造法嫌太少者。
适用制品有：(1)各种金属模具：压铸用、塑料成形用（射出成形、热压成形）玻璃制品用、橡胶制品用、锻造用。
(2)叶片：大型蒸汽涡轮，各种动叶轮(3)零件：电子导波管、飞机用安定器、阀体等陶壳模法系以硅酸胶溶体为结合剂，混合耐火材料粉末填充剂及胶凝体化促进剂，作成浆体。
将有充分流动性的浆体浇覆于模型表面，待浆体凝结，后脱模，以700℃脱水，干燥，以1000℃烧成以提高强度，做成陶壳模。
第2章石膏型精密铸造1
镁合金
1.2
1.6
锰黄铜 1.8～2.0 2.0～2.3
石膏型精密铸件的综合收缩率A可按下式计算：
A% (a c d)%
三、铸造斜度 石膏型精密铸件的铸造斜度可参考熔模铸造斜 度。
2.2.3浇注系统及冒口设计 石膏型精密铸件浇注系统及冒口设计可参考熔
模铸造或砂型铸造。应注意以下几点： 1、石膏导热性差，金属液保持流动时间长， 故浇注系统截面积尺寸可比砂型铸造减少 20%左右。
表2-3 尿素模料配方
序号 尿素
硼酸
硼酸钾 羧甲基纤维素
水
1 97～98 2～3
2 75～85
15～25
3
85
10
5
表2-4 无机盐模料配方
名称
KNO3 NaNO2 NaNO3 Al2(SO4)3 (NH4)2SO4 HO2
亚硝酸盐模料 55
45
—
—
—
—
硝酸盐模料 55
—
45
—
—
—
硫酸盐模料 —
2.1.2工艺特点 1、使用易熔模，不用开箱起模。 2、可制造尺寸精度高（可达CT4～6级）、大型 （1000mm×2000mm）、薄壁 (壁厚为1.5mm，局
部为0.5mm）、形状复杂的精密铸件。表面粗 糙度一般Ra1.6～3.2μm，最高可达0.8μm。 同时石膏型溃散性好，易于清除。
3、石膏型导热系数低，金属液浇入后保持流动 性时间长，铸件的成形性能好，但铸件凝固时间 长，致使铸件产生气孔、针孔、疏松、缩孔的倾 向大。
石膏型精铸专用模料主要有下列三方面要求： （1）模料强度高、韧性好，能承受石膏浆料灌
注的作用力而不变形损坏。 （2）模料线收缩小，保证熔模尺寸精确，防止
石膏型铸造
石膏型铸造1 概述1.1 工艺过程石膏型精密铸造是用世纪70年代发展起来的一种精密铸造新技术其工艺过程见图1。
图1 石膏型精密铸造工艺过程它是将熔模组装，并固定在专供灌浆用的砂箱平板上，在真空下把石膏浆料灌入，待浆料凝结后经干燥即可脱除熔模，再经烘干、焙烧成为石膏型，在真空下浇注获得铸件。
1.2 工艺特点1. 石膏浆料的流动性很好，又在真空下灌注成型，其充型性优良，复模性优异，型精确、光洁。
该工艺不像一般熔模精密铸造受到涂挂工艺的限制，可灌注大型复杂铸件用型。
2. 石膏型的热导率很低，充型时合金液流动保持时间长，适宜生产薄壁复杂件。
但铸型激冷作用差，当铸件壁厚差异大时，厚大处容易出现缩松、缩孔等缺陷。
3. 石膏型透气性极差，铸件易形成气孔、浇不足等缺陷，应注意合理设置浇注及排气系统。
1.3 应用范围石膏型精密铸造适于生产尺寸精确，表面光洁的精密铸件，特别适宜生产大型复杂薄壁铝合金铸件，也可用于锌、铜、金、银等合金铸件。
铸件最大尺寸达1000×2000mm、重量0.03～908kg，壁厚0.8～1.5mm（局部0.5mm）。
石膏型精密铸造己被广泛应用于航空、宇航、兵器、电子、船舶、仪器、计算机等行业的零件制造上。
2 石膏型精密铸件工艺设计2.1 石膏型精密铸件工艺参数选择1）造斜度同熔模铸造。
2）加工余量（表1）。
表1 石膏型精密铸件的加工余量（mm）3）收缩率熔模收缩率0.4～0.6％、石膏型脱水收缩率0～0.5％、当金属收缩率1.1～1.3％时，综合线收缩率1.5～2.0％。
2.2 浇注系统及冒口设计1. 石膏型精密铸造的浇冒系统应满足下列要求：（1）有良好的排气能力，能顺利排出型腔中气体，在顶部和易憋气处要开设出气口。
（2）要保证合金液在型腔中流动平稳，顺利充满型胶，避免出现涡流，卷气现象。
（3）合理设置冒口，保证补缩。
（4）脱模时浇注系统应先蒋先，减小熔模对石膏型的膨胀力。
（5）浇注系统在铸件凝固过程中应尽可能不阻碍铸件收缩，以防止件变形和开裂。
可以铸造大型不规则体构件的蜡模精密铸造方法
可以铸造大型不规则体构件的蜡模精密铸造方法下面介绍一种可以铸造大型不规则体构件的蜡模精密铸造方法。
蜡模精密铸造，又称为失蜡铸造或熔模铸造。
铸造方法是：先把要做的铸件用蜡料制成模型，并把模型用同种材料焊接到浇口棒上，制成模组（铸1牛大时可以单个为一组），在模组表面蘸上耐火涂料（水玻璃或硅溶胶与细砂的混合物），再洒上耐火砂，（沾浆、撒砂要反复数次，使砂层足够厚），待其干燥固化后，给模组加热，把蜡料从浇口处脱出，形成空壳。
将空壳焙烧，使之成为坚固的模壳，将金属液体从浇口浇入，冷凝后，就成为金属铸件。
上面使用的蜡料是一种硬度都比较大，可以在机床上加工成各种形状的蜡料。
同时这种蜡料可以用粘合剂相互粘合在一起，它们就像拼积木一样可以拼成一个超大型构件。
这个这个超大型构件表面蘸上耐火涂料（水玻璃或硅溶胶与细砂的混合物）,再洒上耐火砂，（沾浆、撒砂要反复数次，使砂层足够厚），待其干燥固化后，给模组加热，把蜡料从浇口处脱出，形成空壳。
将空壳焙烧，使之成为坚固的模壳，将金属液体从浇口浇入，冷凝后，就成为金属铸件。
上述蜡料的配方1如下162微晶蜡100Og,微晶蜡地蜡（号）牌号70号100g,75号IOoOg,80号1000g,85号1000g90号1000g,58。
至∣J62。
的彳氐温白腊1000g,力口4%到5%的聚乙烯硬化，再加入B树脂配方2如下162微晶蜡1000g,微晶蜡地蜡（号）牌号70号IoOg,75号1000g,80号1000g,85号1000g90号1000g,58°至∣J62。
的低温白腊1000g,力口4%到5%的聚乙烯硬化，再加入C 树脂配方2如下162微晶蜡100Og,微晶蜡地蜡（号）牌号70号100g,75号1000g,80号IOoOg,85号1000g90号100Og,58°到62。
的低温白腊100Og,力口4%至∣J5%的聚乙熔硬化，再加入E树脂配方2如下162微晶蜡100Og,微晶蜡地蜡（号）牌号70号IoOg,75号1000g,80号IOoOg,85号1000g90号1000g,58°到62。
铸造常用的成型工艺
主要有砂型铸造和特种铸造2大类。
1 普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。
好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用；缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得成品。
1.1 砂型（芯）铸造方法：湿型砂型、树脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、实型铸造、负压造型。
1.2 砂芯制造方法：是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的。
在生产中，从总体上可分为手工制芯和机器制芯。
2特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。
2.1 金属模铸造法利用熔点较原料高的金属制作铸模。
其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法。
受制于铸模的熔点，可被铸造的金属也有所限制。
2.2 脱蜡铸造法这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。
先以蜡复制所需要铸造的物件，然后浸入含陶瓷（或硅溶胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔解模中的蜡，并抽离铸模。
其后铸模需要多次加以高温，增强硬度后方可用以铸造。
此方法具有良好的准确性，更可用作高熔点金属(如钛)的铸造。
但由于陶瓷价格颇高，而且制作需要多次加热和复杂，故成本颇为昂贵。
成型工艺1.重力浇铸：砂铸，硬模铸造。
依靠金属自身重力将熔融金属液浇入型腔。
2.压力铸造：低压浇铸，高压铸造。
依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。
石膏型铸造
石膏型铸造1 概述1.1 工艺过程石膏型精密铸造是用世纪70年代发展起来的一种精密铸造新技术其工艺过程见图1。
图1 石膏型精密铸造工艺过程它是将熔模组装，并固定在专供灌浆用的砂箱平板上，在真空下把石膏浆料灌入，待浆料凝结后经干燥即可脱除熔模，再经烘干、焙烧成为石膏型，在真空下浇注获得铸件。
1.2 工艺特点1. 石膏浆料的流动性很好，又在真空下灌注成型，其充型性优良，复模性优异，型精确、光洁。
该工艺不像一般熔模精密铸造受到涂挂工艺的限制，可灌注大型复杂铸件用型。
2. 石膏型的热导率很低，充型时合金液流动保持时间长，适宜生产薄壁复杂件。
但铸型激冷作用差，当铸件壁厚差异大时，厚大处容易出现缩松、缩孔等缺陷。
3. 石膏型透气性极差，铸件易形成气孔、浇不足等缺陷，应注意合理设置浇注及排气系统。
1.3 应用范围石膏型精密铸造适于生产尺寸精确，表面光洁的精密铸件，特别适宜生产大型复杂薄壁铝合金铸件，也可用于锌、铜、金、银等合金铸件。
铸件最大尺寸达1000×2000mm、重量0.03～908kg，壁厚0.8～1.5mm（局部0.5mm）。
石膏型精密铸造己被广泛应用于航空、宇航、兵器、电子、船舶、仪器、计算机等行业的零件制造上。
2 石膏型精密铸件工艺设计2.1 石膏型精密铸件工艺参数选择1）造斜度同熔模铸造。
2）加工余量（表1）。
表1 石膏型精密铸件的加工余量（mm）3）收缩率熔模收缩率0.4～0.6％、石膏型脱水收缩率0～0.5％、当金属收缩率1.1～1.3％时，综合线收缩率1.5～2.0％。
2.2 浇注系统及冒口设计1. 石膏型精密铸造的浇冒系统应满足下列要求：（1）有良好的排气能力，能顺利排出型腔中气体，在顶部和易憋气处要开设出气口。
（2）要保证合金液在型腔中流动平稳，顺利充满型胶，避免出现涡流，卷气现象。
（3）合理设置冒口，保证补缩。
（4）脱模时浇注系统应先蒋先，减小熔模对石膏型的膨胀力。
（5）浇注系统在铸件凝固过程中应尽可能不阻碍铸件收缩，以防止件变形和开裂。
铸造常用的手工造型方法
铸造常用的手工造型方法铸造是一种传统的制造工艺，在现代工业生产中得到广泛应用。
铸造是指将熔化的金属或合金倒入模型中，冷却后形成所需的零件或产品的过程。
手工造型是铸造过程中最重要的环节之一，它决定了铸造品质的好坏。
本文将介绍铸造常用的手工造型方法。
一、石膏造型法石膏造型法是一种常用的手工造型方法，它的优点是操作简单，成本低廉。
具体步骤如下：1.准备模板：根据产品的尺寸和形状，制作出木质或塑料的模板。
2.制作石膏模型：将石膏粉加入水中，搅拌均匀，倒入模板中，待其凝固后取出。
3.修整模型：用刀具将多余的石膏切除，修整成所需的形状。
4.涂抹脱模剂：在模型表面涂抹一层脱模剂，以便于将铸造品从模型中取出。
5.铸造：将熔化的金属或合金倒入模型中，待其冷却后取出铸造品。
二、砂型造型法砂型造型法是一种常用的手工造型方法，它的优点是适用于各种形状的产品，且可以重复使用。
具体步骤如下：1.准备砂型：将干砂和粘结剂混合均匀，倒入模板中，压实成型。
2.制作芯子：根据产品的形状，制作出芯子，用于制造内部空腔或空洞的零件。
3.涂抹脱模剂：在砂型表面和芯子表面涂抹一层脱模剂，以便于将铸造品从模型中取出。
4.铸造：将熔化的金属或合金倒入砂型中，待其冷却后取出铸造品。
5.处理砂型：将铸造品从砂型中取出，清理砂型，以便于下一次使用。
三、蜡模造型法蜡模造型法是一种较为复杂的手工造型方法，它的优点是可以制造出高精度、高复杂度的铸造品。
具体步骤如下：1.制作蜡模：将蜡模料加热至液态，倒入模板中，冷却后取出蜡模。
2.组装蜡模：将多个蜡模组装成一个完整的零件，用于制造复杂的铸造品。
3.涂抹陶瓷涂料：在蜡模表面涂抹一层陶瓷涂料，待其干燥后再涂抹多层。
4.烧结：将涂抹好陶瓷涂料的蜡模放入高温炉中烧结，使其成为坚硬的陶瓷模。
5.铸造：将熔化的金属或合金倒入陶瓷模中，待其冷却后取出铸造品。
6.处理陶瓷模：将铸造品从陶瓷模中取出，清理陶瓷模，以便于下一次使用。
精密铸造中的脱蜡铸造法
制造阶段
选择合适的材料，通过加 工设备制造出模具，包括 型芯、型腔、浇口、冒口 等部分。
检验阶段
对制造完成的模具进行尺 寸精度、表面质量等方面 的检验，确保符合设计要 求。
蜡模制作与组装
蜡料准备
选用合适的蜡料，进行 预热处理，提高其流动
性。
压注成型
将预热后的蜡料压入模 具中，冷却后得到与产
品形状相同的蜡模。
设备折旧与维护
人工成本
高精度设备和复杂工艺导致设备投资大， 折旧及维护费用占比较高。
随着劳动力成本上升，人工操作费用在总成 本中占比逐渐增加。
市场需求与竞争态势
航空航天领域需求
脱蜡铸造法可生产复杂薄壁结构件，满 足航空航天领域对高性能、轻量化零部
件的需求。
高端装备制造
脱蜡铸造法适用于生产高端装备中的 精密零部件，如燃气轮机叶片、医疗
程。
建立应急救援机制
企业应建立完善的应急救援机制， 配备必要的应急救援设备和人员， 确保在发生安全事故时能够及时、
有效地进行救援和处理。
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经济效益分析与展望
成本构成及影响因素
原材料成本
能源消耗
包括蜡料、铸造合金、陶瓷型壳材料等， 其价格波动直接影响成本。
脱蜡铸造过程中需要消耗大量能源，如电 力、燃气等，能源价格及利用效率对成本 有显著影响。
液等。
缺陷预防措施及处理方法
优化蜡模设计
改进蜡模结构，减少复杂形状和尖角， 以降低应力集中和气体聚集的可能性。
控制涂料质量和厚度
选择优质涂料，控制涂料层厚度，确 保涂料烘烤充分，以减少气孔和夹杂 的产生。
调整浇注温度和速度
根据铸件材料和结构特点，合理调整 浇注温度和速度，以避免缩孔和裂纹 的产生。
精密铸造工艺简介
注：①复合型工艺是介于水玻璃和硅溶胶之间的一种 铸造工 艺；它是指在制壳蘸浆时前两层使用硅溶胶，后几层 使用水玻璃的方式
二.熔模铸造的工艺过程
蜡模制造
型壳制造 脱蜡 焙烧 浇注 铸件后清理
1.蜡模铸造
熔模铸造生产的第一个工序就是制造蜡模，蜡
模是用来形成耐火型壳中型腔的模型，所以要获得
尺寸精度和表面光洁度高的铸件，首先蜡模本身就
应该具有高的尺寸精度和表面光洁度。此外蜡模本
身的性能还应尽可能使随后的制型壳等工序简单易
行。
2.型壳制造
经过粘浆、撒沙、硬化后仅能结成1～2 mm薄壳，
为使型壳具有较高的强度，故结壳过程要重复进行 6～7次，最终制成12mm左右的耐火型壳
3.脱蜡
为了从型壳中取出蜡模以形成铸型空腔，必须进
熔模铸造
山东开泰耐磨件精铸有限公司
一.熔模铸造概述
熔模铸造又称"失蜡铸造"，通常是在蜡模表面涂上
数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔
去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获
得铸件的一种方法，由于获得的铸件具有较高的尺
寸精度和表面光洁度，故又称型材料的不同，熔模铸造可以分为： 硅溶胶铸造工艺； 水玻璃铸造工艺； 复合铸造工艺
行脱蜡。通常是将型壳浸泡于85～95℃的盐酸水溶液
中30分钟左右，使蜡料熔化，并经朝上的浇口上浮而
脱除。脱出的蜡料经回收处理后可重复使用。
4.焙烧
为了进一步去除型壳中的水分、残蜡及其它杂
质，在金属浇注之前，必须将型壳送入加热炉内加热
到950℃左右进行焙烧2h左右。通过焙烧，型壳强度
增高，型腔更为干净。
5.浇铸
为提高合金的充型能力，防止浇不足和冷隔缺
失蜡法精密铸造技术在首饰加工生产中的应用
失蜡法精密铸造技术在首饰加工生产中的应用失蜡浇铸的工序流程是：压制胶模--开胶模--注蜡--修整蜡模--种蜡树--灌石膏筒--石膏抽真空--石膏自然凝固--烘焙石膏--熔金、浇铸--炸石膏--冲洗、酸洗、清洗--剪毛坯下面分别讲述各个工序1 ．压制胶模压胶模看似简单，其实其中也有许多细节必须讲究首先必须保证压模框和生胶片的清洁，压模之前应该尽可能地将压模框清洗干净，操作者清洗双手和工作台；其次要保证原版与橡胶之间不会粘连，要做到这一点，就应该优先使用银版，如果是铜版则应该将铜版镀银后再进行压模，因为铜版很容易与橡胶粘连在一起；再次就是要注意根据具体情况确定适当的硫化温度和时间--这两者不但基本符合某一个函数关系，而且还与胶模的厚度、长宽、原版的复杂程度有关，通常将压模温度定为150℃左右，如果胶模厚度在3层（约10mm），一般硫化时间为20~25分钟，如果是4层（约13mm）则硫化时间可为30~35分钟……依次类推，同时硫化温度与原版的复杂程度也有关系：如果原版是复杂、细小的款式，则应该降低硫化温度，延长硫化时间，反之如果温度过高，反而会影响压模的效果为了保证胶模在相当时期内可以使用，应该使胶模具有足够的厚度，因此一个胶模最少也应该使用3层生胶压制将生胶叠压好原版后应该使胶模整体略大于压模框，即长宽略大（能够用力压入压模框），胶模厚度在压入压模框后略高于框体平面约2mm2．开胶模开胶模在首饰工厂中是一项要求很高的技术，因为开胶模的好坏直接影响蜡模以及金属毛坯的质量，而且还直接影响胶模的寿命技术高超的开模师傅开出的胶模，在注蜡后基本没有变形、断裂、披风的现象，基本不需要修蜡、焊蜡，能够节省大量修整工时，得到较高的生产效率胶模通常采用四脚定位法，也就是说，开出的胶模有四个脚相互吻合固定，四脚之间的部分有采用直线切割的，也有采用曲线切割的一般的开模顺序（以开戒指胶模为例）如下：1）压过的胶模冷却至不烫手时，用剪刀剪去飞边，用尖嘴钳取下水口块，拉去焦壳2）将胶模水口朝上直立，从水口的一侧下刀，沿胶模的四边中心线切割，深度为2~4mm（可根据胶模大小适当调整），切开胶模四边3）从第一次下刀处切割第一个脚首先割开两个直边，深度为2~4mm，再用力拉开已切开的直边，沿45°切开一个斜边，形成一个直角三角形形状的脚这时切口的胶模两半部分应该有对应的阴、阳三角形脚相互吻合4）按照上一步的操作过程，依次切割出其余三个脚5）拉开第一次切开的脚，用刀片平稳地沿中线向内切割，一边切割一边向外拉开胶模，快到达水口线时要小心，用刀尖轻轻挑开胶模，露出水口再沿戒指外圈的一个端面切开戒指圈，直至戒指花头和镶口处6）花头的切割，这是开胶模中比较困难和复杂的步骤如果主石镶口是爪镶，切割花头就应该沿花头一侧两个爪的轴线切开，然后向花头另一侧的戒指外圈端面切割，直至切割到水口位置这时胶模已经被切成两半了，但还不能将银版取下7）切割留有镶口、花头的胶模部分取下银版8）开底就是怎样将蜡模容易从胶模取出3. 注蜡胶模开好后就可以进行注蜡操作了注蜡操作应该注意对蜡温、压力以及胶模的压紧等因素注蜡机中的加热器和感温器能够使蜡液达到并保持一定的温度通常注蜡机中蜡的温度应该保持在70~75℃之间，这样的温度能够保证蜡液的流动性如果温度过低，蜡液不易注满蜡模，造成蜡模的残缺；反之蜡液温度过高，又会导致蜡液从胶模缝隙处溢出或从注蜡口溢出，容易形成飞边或烫伤手指注蜡机蜡筒内的压力是由外接气泵提供的，一般应该保持在0.5~0.7at(或kgf/cm2)即0.051~0.071Bar之间，也可以根据蜡模的体积和复杂程度进行适当的调整4. 修整蜡模一般而言，注蜡后取出的蜡模都会或多或少地存在一些问题，如飞边、多重边、断爪、肉眼可见的砂眼、部分或整体结构变形、小孔不通、花头线条不清晰、花头搭边等等这些问题都会制约铸件的质量5 . 种蜡树蜡模经过修整后，需要种蜡树，才能进行进一步的操作种蜡树的基本要求是，蜡模要排列有序，关键是蜡模之间不能接触，既能够保持一定的间隙，又能够尽量多地将蜡模焊在蜡树上，也就是说，一棵蜡树上要尽量"种"上最多数量的蜡模，已满足批量生产的需要6. 灌石膏、抽真空将蜡树连底盘一起套上不锈钢筒（钢铃），在钢铃外面上包裹单面胶纸（胶纸最后应该高出钢铃上沿2cm左右）备用选择优质铸粉（以金信3G牌为例）1）拌石膏浆：按38%--40%的水粉比，将粉倒入称好的水中，搅拌2-3分钟；即可进行第一次抽真空（1~2分钟）2）注石膏：抽真空后将石膏浆沿钢铃的内壁缓缓注入，切忌将石膏浆直接倒在蜡树上，直至石膏浆没过蜡树约1cm，立即进行第二次抽真空抽真空3--4分钟完毕，自然放置1--2小时进行以保证石膏的凝固7 .烘焙石膏石膏模的烘焙是保证浇铸正常进行的最重要工序一般而言，18K金的铸模烘焙时间为6~12小时，铂金的铸模烘焙时间为12~20小时烘焙的作用主要有：脱蜡、干燥和浇铸保温以18K金的烘焙为例，脱蜡温度为0~350℃，保温时间2小时；干燥温度为350~700℃，保温时间2~3小时；浇铸保温温度为550~650℃，保温时间1~2小时一般的烘焙过程是：首先将电阻炉预热到起始温度，将石膏模水口向下放入炉中，以便使蜡液流出蒸发；在起始温区恒温1小时后，再以1~2小时的间隔逐步升/降温和恒温注意升温（或降温）速度应该保持在100~200℃/小时，否则升温过快容易形成石膏模的裂纹，严重的可能造成石膏模损坏或报废，升温过慢又容易造成遗蜡或石膏模干燥不彻底，影响铸件的质量石膏模的烘焙时间主要取决于金树的大小和复杂程度，可以根据具体情况进行调整以上操作如有操作不善，将会导致铸件有缺憾主要有以下常见现象：1．铸件表面有针刺或珠仔原因及解决措施：1）浆液太稠，应调整适当水粉比2）浆体内有残余气泡，应充分抽尽3）抽真空时间过长2．铸件表面粗糙.变色原因及解决措施：1）蜡型粗糙，选用优质蜡型材料2）失蜡温度过高.过程过急，失蜡温度不宜超过150℃3）石膏模型烧成温度过高，最终烧成温度不宜超过780℃4）浇注金属温度过高，降低金属液温度3．铸造不完全或有沙眼和穿洞原因及解决措施：1）金属液温度过低，保持铸造温度适宜2）铸模烧成不完全，按建议升温曲线烧成3）选用的金属材质不够好4．铸件表面有裂缝或飞边，原因及解决措施：1）浆液太稀，按建议水粉比2）铸造压力太高，降低到合理压力。
金属精密液态成形技术-第3章石膏型精密铸造
（1）石膏的选择
石膏有七种变体
生石膏 CaSO4·2H2O
（二水石膏）
熟石膏
（半水石膏）
αCaSO4·1/2H2O βCaSO4·1/2H2O
硬石膏 CaSO4
（无水石膏）
αⅢ 、Ⅱ 、Ⅰ
βⅢ
对石膏的要求
➢ 流动性：水固比低的情况下流动性好
➢ 凝结时间：初凝时间5～7min，终凝时间10min ➢ 强度 ➢ 线膨胀率：＜5%，从填料和添加剂方面解决 ➢ 抗裂纹性能：加热过程多次相变，300℃激冷 ➢ 发气性：石膏型透气性差，浇不足，气孔
3.2.1 模料
石膏型精密铸造用的模样主要是熔模，也可使 用气化模、水溶性模（芯）。
对于一般中小型铸件，可使用熔模铸造用模料 ；但大中型复杂铸件，其尺寸精度和表面粗糙度 要求严格时，则应使用石膏型精铸专用模料。
模料
石膏型精铸专用模料主要有下列三方面要求： ➢ 模料强度高、韧性好，能承受石膏浆料灌
注的作用力而不变形损坏。 ➢ 模料线收缩小，保证熔模尺寸精确，防止
铸造工艺设计基础， 工程流体力学
能够合理地选择石膏 型熔模精密铸造的模样、 石膏浆料的原材料
石膏晶体结构及石 膏性能
3.1概述
3.1概述
石膏型铸造按脱模方法可分为下面两类： 熔模石膏型铸造（或石膏型精密铸造） 拔模石膏型铸造
石膏型精密铸造是使用熔模，用石膏浆料灌制 铸型，经干燥、脱蜡、焙烧后即可浇注铸件的方 法。是20世纪70年代发展起来的一种精密铸造新 技术。
（2）填料
石膏型对填料的要求 （1）有合适的线膨胀率 （2）有较高的熔点和耐火度 （3）有良好的化学稳定性 （4）发气量少、吸湿性小、保水性好 （5）填料在石膏型浆体中有良好的悬浮弥散性 （6）能降低石膏混合料的裂纹倾向