铝合金熔模精密铸造技术及应用

沈伟杰

（上海横河电机有限公司，上海 201805）

铝合金熔模精密铸造技术及应用

沈伟杰

（上海横河电机有限公司，上海 201805）

本文阐述铝合金和熔模精密铸造相关内容，着重分析铝合金熔模精密铸造技术与应用情况，最后探讨铝合金熔模精密铸造技术的未来发展趋势。

铝合金 熔模精密铸造技术 金属类材料

引言

在社会环境、国家政策等诸多因素的影响下，我国重工业得到了显著发展。在此新形势下，重工业在发展进程中逐渐提高了对金属制作材料的要求，包括金属制作材料的质量、性能等。为了满足重工业的发展条件，铝合金材料作为强度、耐腐蚀度等均比钢铁材料高的金属材料，逐渐被广泛应用到重工业发展，其中铝合金熔模精密铸造的应用最为显著。近年来，社会各界均认识到铝合金在机械设备中的重要性，因此市场经济体制下出现了大量铝合金生产企业。本文展开对铝合金熔模精密铸造技术的相关研究，通过对技术的阐述及应用分析，为日后促进铝合金熔模精密铸造技术的发展奠定了坚实的基础。

1 铝合金熔模精密铸造概述

1.1 铝合金

铝合金是现代社会中比较常用的一种有色金属材料，其在航空航天、机械制造以及化学工业中均具有较为突出的作用。由此可见，铝合金是当前时代下，工业发展进程中十分重要的金属材料。通常情况下，铝合金是由锌、锰、铜以及镁等多种元素共同构成的，其表面会在空气相对干燥的环境下形成具有保护性质的氧化层。铝合金在发展过程中体现出的物质特性相对较多。第一，铝合金的强硬度较高，通常情况下高于钢制材料的强硬度[1]。第二，铝合金的密度较低，因此其具有较强的可塑性，可以根据实际情况将其加工成不同型号的材料。第三，铝合金具有一定的导电性和抗腐蚀性。基于铝合金的上述特性，铝合金在工业中的使用频率仅次于钢制材料。

1.2 熔模精密铸造工艺

熔模精密铸造方法从古代追溯而来，主要是指将蜡做成相应的模型，并在蜡模型的外部涂抹具有耐火性质的粘土，随后对蜡模型进行烘干加热，直至火将蜡全部融化后，其蜡油全部流出，得到由耐火性质材料包裹的空壳。在此基础上，将所需要的金属材料融化后全部倒入耐火材料包裹的空壳中，并采取相应的手段使金属冷却，最后再将冷却后金属外部的耐火材料敲碎，由此得到材料内部的金属模型[2]。上述相应手段，就称之为熔模精密铸造工艺。该精密铸造方法从古代流传下来，我国殷商时期的文物便是采用该工艺完成的。现代社会中，采用铝合金熔模精密铸造技术，是将其广泛应用于机械设备制造中的重要手段。

2 铝合金熔模精密铸造技术与应用

2.1 熔模制作技术与应用

通过对铝合金熔模精密铸造技术的深入分析发现，在铝合金熔模精密铸造应用过程中，其精密铸造所选用的模型材料的性能、蜡模的质量等，均会影响最后铝合金表面形成的粗糙程度。究其原因，铝合金材料的物质性能体现为其密度较低、熔点较低，在相对干燥的空气中，该金属材料将会自动形成具有保护性能的氧化膜，无法通过对蜡模和铸造壁上的微小孔穴加以复制。因此在铝合金熔模精密铸造后，其表面相对不够平整[3]。为了满足当前工业发展的需要，通过对铝合金熔模精密铸造技术的深入研究，在技术应用研究中加强了对高强度性能膜料的研究，并提升了铝合金熔模制作技术水平。该技术普遍应用于机械设备零件的制作，如对熔模铸造技术中压蜡机熔模件的制造。

2.2 石膏熔模铸造技术与应用

在铝合金熔模铸造技术分析过程中，本文认为石膏熔模铸造技术是该技术中比较常用的技术之一，主要是该技术具有良好的复制性，对尺寸要求较高的铸件也有生较好的铸造效果。但采用石膏熔模铸造技术过程中，应适当降低对石膏熔模铸造技术下铸件表面的精度要求。因为石膏熔模铸造技术铸件过程中通常采用热模浇注，容易导致浇注出的铸件薄厚程度不统一。石膏熔模铸造技术应用过程中，应加强对该技术操作的规范性，明确石膏粉与水的混合标准，保证二者在真空环境下实现搅拌，以保证工艺质量的可靠性。一般情况下，石膏熔模铸造技术的应用，普遍用于制作对精度要求不高的机械设备零件。

2.3 陶瓷熔模铸造技术与应用

陶瓷熔模铸造技术是相对高端的铸造技术。在铝合金熔模铸造技术应用过程中，铝合金具有密度和强度较低的特点。因此，铸件在脱蜡时，应注意对原有浇注系统的保留。此外，铝合金熔模铸件材料受密度和强度的影响，其热冲击力相对较弱。因此，在铸件过程中，应注意对温度和湿度的控制。在陶瓷熔模铸造技术使用过程中，保持温度和湿度的方法很多。通常，可以采用减少陶瓷壳里外包裹粘土的数量，通过提高撒砂粒密度的方式，实现对温度和湿度的保留。通常情况下，陶瓷熔模铸造技术在工业机械制造中的使用，普遍应用于结构相对复杂的中型和小型铝合金铸件。

3 铝合金熔模精密铸造技术的未来发展趋势

随着社会经济文化的不断进步与发展，科学技术随之更新，铝合金熔模精密铸造技术日益成熟，并广泛应用到各行业的机械设备铸件中。近年来，城市化进程明显加快，现代工业对铝合金的使用频率显著提升，对铝合金铸件技术的要求日益提高。当前，不仅注重铝合金熔模精密铸造技术下尺寸的精确性、表面的平整性，同时也注重其内在的质量问题。为此，包括石膏熔模铸造技术和陶瓷熔模铸造技术在内的多种铝合金熔模精密铸造技术，逐渐在现有技术的基础上得到了创新式的研发。在未来的发展趋势下，伴随着大型机械设备的设计复杂性，为了满足工业机械设备零件对铸造技术的要求，铝合金熔模精密铸造技术也将向形状和结构更复杂的方向发展。可见，在铝合金熔模铸造技术应用过程中，将提出对熔模铸造工艺更高的要求。

4 结语

就当前铝合金熔模精密铸造技术的发展现状而言，我国与工业发达国家相比，研究时间、研究水平均不同程度地呈现出落后趋势。通过对工业发达国家关于铝合金熔模精密铸造技术的相关研究，发现当前该技术已经逐渐应用于机械设备制造和应用领域方面，对社会经济的促进和发展意义重大。本文在研究铝合金熔模精密铸造技术及应用过程中，阐述二者内容，深入分析铝合金熔模精密铸造的相关技术，并探讨其在机械设备中的具体应用，最后简述其未来的发展趋势，以期为日后提升铝合金熔模精密铸造技术应用水平提供宝贵借鉴。

[1]樊振中，徐秀利，王玉灵，等.熔模精密铸造技术在航空工业的应用及发展[J].特种铸造及有色合金，2014，8（3）：285-289.

[2]周明智，朱春临，陈奇海，等.精密熔模铸造技术在雷达产品中的应用[J].电子机械工程，2013，9（4）：46-48.

[3]邵珩，罗志辉，李岩，等.铝合金熔模精密铸造界面换热系数测量[J].铸造，2014，3（10）：1010-1013.

Investment Casting Technology of Aluminum Alloy and Its Application

SHEN Weijie
(Shanghai Yokogawa Electric Co., Ltd., Shanghai 201805)

In this paper, the contents of aluminum alloy and investment casting are expounded. The investment casting technology and application of aluminum alloy are analyzed emphatically. Finally, the future development trend of aluminum alloy investment casting technology is discussed.

aluminum alloy, investment casting technology, metal materials