1概述

2无余量熔模精密铸造技术应用于仪器仪

2. 1仪器仪表用无余量熔模精密铸件

2. 2无余量熔模精密铸件常用的钢种材质

仪器仪表的服务领域大多用于石油、化工、冶金和电力等工业领域，其工作环境比较恶劣，要求仪器仪表耐腐蚀、耐高温、耐高压。因而，仪器仪表所用无余量熔模精密铸件的钢种材质比较特殊。

一方面，由于仪器仪表零（铸件）部件所选钢种材质特殊，锻造和机械加工比较困难；特别是Monel 400， Monel K- 500和Hastelloy alloy C- 276合金，锻造出内部、外部形状复杂的锻件几乎是不可能的。另一方面，由于仪器仪表零部件外形非常复杂，表面粗糙度和尺寸精度要求高，普通的熔模精密铸造无法解决。无余量熔模精密铸造（件）所具有的高表面粗糙度、高尺寸精度和耐高压的特点，这正好可以满足仪器仪表铸件的各项技术要求。

3无余量熔模精密铸造实例

以下用引进美国罗斯蒙特公司1151型变送器马蹄形壳体为例简明扼要地叙述其工艺过程。

3. 1马蹄形壳体铸件

其外表面粗糙度要求为6. 3 3. 2 m，尺寸公差精度要求最大不超过0. 2 mm.另外还有一些垂直度、耐高压等方面的要求。

3. 2蜡模模具

该铸件蜡模模具设计为2付。一付为蜡模芯骨模具，其特点和技术要求是各部分尺寸比铸件蜡模尺寸小1. 5 2. 5 mm.另一付为铸件蜡模模具。铸件蜡模的模具在设计制造时，铸件的综合收缩率主要考虑3个方面：合金收缩率、模料收缩率和型壳膨胀率，即K = K 1 + K 2 + K 3。模具的制造公差一般选用零件公差的1/ 4 1/ 8，型腔公差为0. 02 0. 03mm。模具型腔尺寸由L M = L C（1+ K ） +（1/ 2）确定，其中L M为型腔尺寸， L C为铸件尺寸， K为铸件综合收缩率，为铸件型面上的公差。模具型腔表面粗糙度为0. 4 0. 1 m.

3. 3浇注系统

为了保证无余量熔模精密铸件凝固时不出现缩孔和疏松，必需设计具有足够补缩能力的铸型。补缩系统的设计主要有2个方法：凝固模数法和补缩距离法。马蹄形壳体铸件的浇注系统设计所示。经过多次实验、反复推敲，最终浇注系统设计为浇口杯下面加一平板浇道，其正反2面各设置2个蜡模。由浇口杯、平板浇道、4个蜡模组成一个蜡模组。平板浇道在这里起着直浇道、横浇道和冒口的作用。 4个内浇口在铸件上均匀对称分布。

3. 4模料和熔模

3. 4. 1模料。目前，体积膨胀小、收缩小，制造的熔模尺寸稳定，表面光滑。欧美国家所使用的模料主要是在烷烃蜡中添加脂肪酸钠，如美国使用的20%石蜡+ 20%微晶蜡+ 10%巴西棕榈蜡+ 25%聚合松香+ 25%合成树脂。我国无余量熔模精密铸造模料是从中、高温模料的基础上逐渐发展起来的，典型模料配方为： 30%石蜡+ 5%地蜡+ 5%川蜡+ 30%聚合松香+ 25% 425松香+ 5% EVA， EVA为工程塑料。

3. 4. 2熔模制造。首先制造芯骨蜡模。芯骨蜡模所用模料一般是回收的不能用作蜡模表层的模料。制造铸件熔模时，先把芯骨蜡模固定在模具中，然后压注模料制造铸件熔模。

铸件熔模表层所用模料一般是新配制的。制造熔模时应注意压注蜡模温度、模具温度、注射压力和保压时间等工艺参数。压蜡温度一般在70较好，模具温度多控制在30 35 ，注射压力和保压时间一般在21 140 kg/ cm 2和45 60 min之间选取。

3. 5型壳

由于在浇注时，型壳直接和高温金属液体接触，并发生一系列物理和化学反应，因而优质的型壳是能否获得表面光洁度高、尺寸精确的无余量熔模精密铸件的关键之一。型壳质量的关键因素在于型壳的高温强度、高温软化点，以及型壳的热膨胀性以及内表面层的质量和化学稳定性。型壳采用高强度型壳制作工艺。表面层浆料和撒砂材料选用电熔刚玉（ Al 2 O 3 98% ）和硅溶胶，以自然干燥为好。第2层和以后的加固层多采用莫来石基耐火材料（ Al 2 O 3 + SiO 2）和硅酸乙脂制作的浆料。像马蹄形壳体铸件这样的小铸件，其型壳一般在6 8层之间。

3. 6熔炼和浇注

无余量熔模精密铸造除了要有高质量的铸造蜡模、型壳以外，还必须有正确的熔炼和浇注工艺，才能获得优质的铸件。马蹄形壳体铸件采用双联熔炼铸造技术，即在感应炉里熔炼浇注成母合金锭，然后在融化速度快（ 2. 5kg/ min）的翻转式感应炉中浇注型壳（铸件） .

4结束语

从以上典型的马蹄形壳体铸件的无余量熔模精密铸造工艺流程的大概情况来看，其工艺过程与普通的熔模精密铸造工艺基本类似、大体相同，但是也存在许多不同之处。无余量熔模精密铸造可以说是在普通的熔模精密铸造的基础上运用现代技术发展起来的一门新的铸造技术。我国的无余量熔模精密铸造技术是在航空工业引进国外制造技术和部分先进机械设备的基础上，通过消化吸收，不遗余力的国产化和技术创新，才不断发展并成长起来的。

最近10余年来，经过仪器仪表工业和航空工业的通力合作，无余量熔模精密铸造技术已成功地应用于仪器仪表零部件制造，其应用范围逐步扩大，为我国仪器仪表工业的国产化、产品的升级换代作出了积极的贡献。中国粮油仪器网 http://www.grainyq.com/