熔模鑄造
關(guān)注創(chuàng)建者：寒寒boy 創(chuàng)建時間：2017-12-22
熔模鑄造的視頻教程
熔模鑄造-procast（適用于2016-2022版）視頻教程詳解（鑄鋼件）
的熔模鑄造的CAE分析，其他鑄造如殼型鑄造、砂型鑄造，均可參照本視頻學(xué)習(xí)，原理及基本操作相同。
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procast（適用于2016-2022版）熔模鑄造案例精講
本課程以實際零件為例，講解procat在熔模鑄造中的應(yīng)用以及經(jīng)驗分享。主要有以下章節(jié)： 一.熔模鑄造的實物驗證案例分享。 二.procast幾何模型的處理 三.procast面網(wǎng)格體網(wǎng)格的劃分 四.熔模鑄造運行參數(shù)的設(shè)置 五.procast結(jié)果的察看和分析
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熔模鑄造的實例教程
熔模精密鑄造介紹
熔模精密鑄造是在古代蠟?zāi)?em>鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。作為文明古國，中國是使用這一技術(shù)較早的國家之一，遠在公元前數(shù)百年，我國古代勞動人民就創(chuàng)造了這種失蠟鑄造技術(shù)，用來鑄造帶有各種精細花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品，如春秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相互纏繞的龍，它們首尾相連，上下交錯，形成中間鏤空的多層云紋狀圖案，這些圖案用普通鑄造工藝很難制造出來，而用失蠟法鑄造工藝，可以利用石蠟沒有強度、易于雕刻的特點，用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質(zhì)的工藝品，然后再附加澆注系統(tǒng)，涂料、脫蠟、澆注，就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現(xiàn)代熔模鑄造方法在工業(yè)生產(chǎn)中得到實際應(yīng)用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發(fā)動機的發(fā)展，要求制造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜，尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機械加工，零件形狀復(fù)雜，以致不能或難于用其它方法制造，因此，需要尋找一種新的精密的成型工藝，于是借鑒古代流傳下來的失蠟鑄造，經(jīng)過對材料和工藝的改進，現(xiàn)代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎(chǔ)上獲得重要的發(fā)展。所以，航空工業(yè)的發(fā)展推動了熔模鑄造的應(yīng)用，而熔模鑄造的不斷改進和完善，也為航空工業(yè)進一步提高性能創(chuàng)造了有利的條件。
我國是于上世紀五、六十年代開始將熔模鑄造應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。其后這種先進的鑄造工藝得到巨大的發(fā)展，相繼在航空、汽車、機床、船舶、內(nèi)燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等制造工業(yè)中被廣泛采用，同時也用于工藝美術(shù)品的制造。
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熔模鑄造工藝是公元前4000年左右流行的最古老鑄造工藝之一。它涉及將液態(tài)金屬澆鑄到圍繞消耗性（蠟）圖案創(chuàng)造的陶瓷殼模中。此前它被用來生產(chǎn)金，銀，銅和青銅合金的珠寶和偶像。1897年，投資鑄造過程作為一種現(xiàn)代工業(yè)流程被使用，當時牙醫(yī)開始使用它制作冠和鑲嵌物，如1897年愛荷華州議會布拉夫斯的巴納巴斯弗雷德里克菲爾布魯克所描述的那樣。在二十世紀40年代，二戰(zhàn)期間由于對傳統(tǒng)方法不能成形的特殊合金的精密網(wǎng)狀制造技術(shù)的需求增加，或者需要太多機加工，所以增加了熔模鑄造工藝的使用。
投資鑄造過程包括四個主要步驟：
創(chuàng)建蠟?zāi)＃缓笥脻沧⑾到y(tǒng)進行清潔和裝配以形成圖案簇或“樹”
或者用精細和粗砂顆粒的漿料涂覆樹木以獲得陶瓷殼
將殼干燥，加熱熔化蠟，然后預(yù)熱以增加其強度并準備澆注
最后將鑄造合金熔化并倒入預(yù)熱的殼體中; 凝固后殼體破裂以獲得鑄件
圖1.鑄造幾何的實體模型
從投資鑄造過程中獲得的零件被用于許多關(guān)鍵應(yīng)用，因此它們需要沒有內(nèi)部缺陷。在熔模鑄造過程中出現(xiàn)的主要缺陷是陶瓷夾雜物，裂紋，變形，飛邊，失控，收縮，夾渣和冷關(guān)閉。 為了預(yù)測所得鑄件的質(zhì)量，有必要研究各種鑄造工藝參數(shù)的影響，如金屬模傳熱系數(shù)，澆注溫度，殼厚度和殼體傳熱系數(shù)。隨著現(xiàn)代計算機系統(tǒng)和仿真軟件的出現(xiàn)，模具填充和凝固的模擬越來越多地用于鑄造廠，以預(yù)測鑄造缺陷并優(yōu)化設(shè)計以獲得最大產(chǎn)量。
這項工作的主要目的是調(diào)查是否特有的熔模鑄造工藝可以有效實施輻射傳熱是在熔模鑄造工藝主要因素，而成型外殼 FLOW-3D。通過使用FLOW-3D對簡單幾何模型進行熔模鑄造過程的模具填充和凝固模擬，也可以對這兩個過程組件的不同影響進行研究 。在不同地點獲得的溫度的數(shù)值通過文獻[1]報道的實驗結(jié)果進行驗證。
展開 因此，熔模鑄造是曾經(jīng)唯一可用的方法，但它的缺點和局限也同樣明顯：
△傳統(tǒng)熔模鑄造生產(chǎn)的渦輪增壓器
賽車需要提升競爭力，必須在遵循簡潔設(shè)計的原則下使關(guān)鍵零件達到更高的性能，并且需要精確的平衡作用力，這就不可避免地需要頻繁變更設(shè)計，相應(yīng)的也就需要一個靈活和高效的生產(chǎn)工藝，而這正是工藝繁雜的熔模鑄造是無法滿足的。工藝環(huán)節(jié)越多，出錯風(fēng)險就越高，瑕疵產(chǎn)生機率越大，生產(chǎn)周期也更長。要使渦輪增壓器高效率地工作，必須有效隔熱，用雙壁結(jié)構(gòu)形成空氣間隙，避免內(nèi)部的熱量傳遞到外殼，但是，雙壁結(jié)構(gòu)的問題是難以鑄造。
為了保持理想的工作壓力，我們需要通過兩個廢氣門來進行排氣，鑄造的方法是將主機殼、兩個廢氣門分開制造然后再進行后續(xù)組裝，顯著增加成本和重量。發(fā)動機的減重是另一個挑戰(zhàn)，賽車的平均設(shè)計時速超過200 km/h，減重可以大幅提升性能。因此所有零件的壁厚都要盡可能薄，以減輕發(fā)動機的重量，但是薄壁的鑄件強度又不足。
此外，雖然鑄造工藝也可以成型許多復(fù)雜的內(nèi)部幾何特征或功能面，但是基本上制造周期都比較長。而且，一些形狀鑄造是無法成型的，比如封閉式腔體內(nèi)的幾何特征既無法用鑄造的方法成型，也無法在后續(xù)加工中成型。因此我們在前期設(shè)計渦輪增壓器時就會受到鑄造工藝的諸多限制。
熔模鑄造的工藝環(huán)節(jié)繁多，生產(chǎn)周期長，難以滿足賽車快節(jié)奏的要求。要進一步提升性能就需要使用更先進的技術(shù)，才能使賽車創(chuàng)造全新的圈速記錄。
增材制造可以最大化的釋放設(shè)計自由，使之專注于零件的功能性，工程師在零件的設(shè)計中可以更接近理想的狀態(tài)，并且可以突破工藝的限制將復(fù)雜的組件整合成一個完整的零件。傳統(tǒng)制造此渦輪增壓器需要使用三個零件：主機殼和一側(cè)的兩個廢氣門。這兩個部件鑄造后，還需要焊接固定雙壁隔熱罩。
展開 一、熔模鑄造的原理及特點
熔模鑄造又稱精密鑄造或失蠟鑄造，它是用易熔材料(蠟料及塑料等)制成精確的可熔性模型，在模型上涂以若干層耐火涂料，經(jīng)過干燥、硬化成整體型殼，然后加熱型殼熔失模型，再經(jīng)高溫焙燒而成為耐火型殼，將液體金屬澆入型殼中，待冷卻后即成鑄件。
模料-壓蠟?zāi)?組模-修模-涂掛-撒砂-脫模-焙燒-澆注-冷卻-落砂-清理。
與其它鑄造方法相比，熔模鑄造的主要優(yōu)點如下：
1）鑄件尺寸精度較高和表面粗糙度較低，可以澆注形狀復(fù)雜的鑄件，一般精度可達5~7級，粗糙度達兩Ra25-6.3μm；
2）可以鑄造薄壁鑄件以及重量很小的鑄件，熔模鑄件的最小壁厚可達0.5mm，重量可以小到幾克；
可以鑄造花紋精細的圖案、文字、帶有細槽和彎曲細孔的鑄件；
3）熔模鑄件的外形和內(nèi)腔形狀幾乎不受限制，可以制造出用砂型鑄造、鍛壓、切削加工等方法難以制造的形狀復(fù)雜的零件，而且可以使有些組合件、焊接件在稍進行結(jié)構(gòu)改進后直接鑄造成整體零件，從而減輕零件重量、降低生產(chǎn)成本；
4）鑄造合金的類型幾乎沒有限制，常用來鑄造合金鋼件、碳鋼件和耐熱合金鑄件；
5）生產(chǎn)批量沒有限制，可以從單件到成批大量生產(chǎn)。
這種鑄造方法的缺點就是工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，不適用于生產(chǎn)輪廓尺寸很大的鑄件。
展開 一
熔模鑄造的原理及特點
熔模鑄造又稱精密鑄造或失蠟鑄造，它是用易熔材料(蠟料及塑料等)制成精確的可熔性模型，在模型上涂以若干層耐火涂料，經(jīng)過干燥、硬化成整體型殼，然后加熱型殼熔失模型，再經(jīng)高溫焙燒而成為耐火型殼，將液體金屬澆入型殼中，待冷卻后即成鑄件。
模料-壓蠟?zāi)?組模-修模-涂掛-撒砂-脫模-焙燒-澆注-冷卻-落砂-清理。
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熔模鑄造的最新內(nèi)容
</p><p><br></p><p>引導(dǎo)式工藝模板針對金屬模重力鑄造、砂模重力鑄造、熔模鑄造、高壓鑄造、低壓鑄造和傾斜澆注工藝仿真提供了 5 個簡單步驟。Inspire Cast 的創(chuàng)新體驗讓用戶在經(jīng)過數(shù)小時的培訓(xùn)后即可提升產(chǎn)品質(zhì)量并設(shè)計出更好的產(chǎn)品。
鑄造工藝CAE仿真分析，工藝類型：壓鑄、砂型鑄造、低壓鑄造、重力金屬型鑄造、熔模鑄造等；免費模流分析，出具分析報告(電子版)。
分析需要提供的資料:材料牌號、鑄造工藝、模具材料、數(shù)模文件(要求格式*. stl 文件包括：體腔、澆口杯、模具、澆道系統(tǒng)、文件獨立保存）
微信：yupeng785218（注明：模流分析）
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procast(2018版)砂型鑄造視頻教程
https://www.yqgqt.org.cn/video/c13158
六折
procast（2016版）砂型鑄造詳解教程（鑄鋼鑄鐵為例）
https://www.yqgqt.org.cn/video/c12909
六折
熔模鑄造
這種具有復(fù)雜內(nèi)腔的空心葉片，只能夠采用熔模鑄造的工藝進行生產(chǎn)。在這種需求下，國內(nèi)外逐漸發(fā)展出了一系列具有良好高溫性能的鎳基鑄造高溫合金牌號。
鎳基高溫合金材料在20 世紀40 年代初期的英國被首次發(fā)現(xiàn)，其在噴氣式航空領(lǐng)域的應(yīng)用使很多工業(yè)生產(chǎn)商注意到了合金材料性能的重要性。
注：高溫合金原材料的加工還有熔煉工藝，可以參考轉(zhuǎn)發(fā)的文章
鎳基合金VIM+ESR+VAR三大熔煉工藝簡析 (qq.com)
鑄造工藝
航空發(fā)動機零件使用最多的是熔模鑄造工藝，特點是可以獲得最終尺寸的零件，并且成本相對較低。但是鑄件常見問題如氣孔、偏析等，機械性能無法跟鍛件相比。
1 熔模精密鑄造一體化發(fā)動機罩設(shè)計
1.1工藝和材料
通過熔模鑄造的產(chǎn)品具有較高的尺寸精度和表面粗糙度，鑄件可以省下機械加工的操作，進而大幅節(jié)約金屬原材料，有利于節(jié)能減排。本文選用熔模鑄造的材料為ZL205A，主要化學(xué)成分為大部分的鋁元素以及少部分銅、錳元素，其材料性能參數(shù)見表1。
⑤一般造型所生產(chǎn)鑄件的尺寸精度不亞于化學(xué)自硬砂，射壓造型、氣沖造型和靜壓造型等高壓造型方法所生產(chǎn)的鑄件尺寸精度可與熔模鑄造相媲美。
粘土濕型砂不同機器造型方法所生產(chǎn)的鑄件尺寸精度和表面粗糙度見表4。
Cast-Designer可以應(yīng)用于：高壓鑄造、重力鑄造、熔模鑄造、低壓鑄造、傾轉(zhuǎn)鑄造、離心鑄造、差壓鑄造、觸變鑄造、殼型鑄造、消失模鑄造、連續(xù)鑄造、DISA工藝，自帶的專家數(shù)據(jù)庫，可以協(xié)助工程師完成美國階段的工作，尤其是最為關(guān)鍵的澆注系統(tǒng)設(shè)計，不用借助CAD工具和以往的經(jīng)驗去設(shè)計澆口和流道水路，在Cast-Designer中就可以輔助完成澆注系統(tǒng)設(shè)計，同時Cast-Desiger也相對于一臺虛擬的壓鑄及
