用蜡做模型→涂多层耐火材料成壳→脱蜡→高温焙烧→浇不锈钢液→冷却清壳得铸件;形状复制精准、表面光洁、尺寸公差小。
二、典型工艺流程
模具设计与制造
3D 建模并放收缩率(1.5%–2.2%),留加工余量。
铝 / 钢模或 3D 打印,型腔抛光 Ra≤0.8μm。
蜡模成型
注蜡:60–80℃蜡料,0.2–0.6MPa压入模具,保压30–120s。
修蜡、组树:多件蜡模焊在浇注系统上成 “蜡树”。
制壳(硅溶胶工艺为主)
浸浆→撒砂(石英砂 / 刚玉砂),重复5–8 层;面层细料、背层粗料。
风干 / 硬化,型壳厚度5–10mm。
脱蜡与焙烧
蒸汽脱蜡(150–180℃)或热水脱蜡,蜡料回收。
焙烧:900–1100℃保温1–3h,除残蜡、增强型壳。
熔炼与浇注
中频炉熔炼(304/316L/17-4PH 等),控温精准。
浇注温度:奥氏体1550–1650℃,马氏体1500–1600℃;型壳预热≥600℃,重力 / 低压浇注。
后处理
落砂:振动 / 水力清砂;切割浇冒口。
清理:打磨、喷砂(Ra≈3.2μm)、酸洗钝化。
热处理:
奥氏体(304/316L):**1050–1150℃** 固溶 + 水冷,抗晶间腐蚀。
马氏体 / PH(17-4PH):淬火 + 时效,提硬度强度。
检验
尺寸:卡尺、三坐标;无损:X 光、探伤;金相、硬度、盐雾测试。
三、关键特点与优势
尺寸精度:公差可达 **±0.1–0.3mm**,小公差 **±0.05mm**。
表面质量:Ra 1.6–6.3μm,少机加工或免加工。
复杂结构:薄壁(≥0.5mm)、深孔、复杂内腔、异形曲面均可实现。
材料性能:组织致密、缺陷少、耐蚀强,适合304/316L / 双相 / 17-4PH等。
成本效率:批量生产综合成本低,材料利用率高(>90%)。
四、常用材质与应用
奥氏体不锈钢:304(CF8)、316L(CF8M),耐蚀好,用于阀门、泵件、食品机械、医疗设备。
马氏体不锈钢:420、440,高强度硬度,用于刀具、轴承、紧固件。
双相不锈钢:2205、2507,高强度 + 高耐蚀,用于化工、海洋、油气。
沉淀硬化不锈钢:17-4PH(630),高强度 + 易加工,用于航空、航天、医疗器械。
五、与砂型铸造对比
尺寸精度:精密铸造高(±0.1mm);砂型低(±1–2mm)。
表面粗糙度:精密铸造 Ra 1.6–6.3μm;砂型 Ra 25–100μm。
复杂程度:精密铸造可复杂薄壁;砂型简单中大型。
批量:精密铸造中小批量优;砂型大批量低成本。
成本:精密铸造单件高、批量优;砂型单件低、批量更低。
六、常见缺陷与对策
气孔:型壳透气性差、钢水脱氧不足→改善焙烧、加强脱氧。
缩孔 / 缩松:浇冒口设计不合理→优化补缩、控制温度。
冷隔:温度低、充型慢→提高钢水 / 型壳温度、优化速度。
粘砂:耐火材料不匹配、焙烧不足→选匹配材料、充分焙烧。
变形:蜡模 / 型壳强度不足→优化结构、加强支撑。
七、设计要点(DFM)
最小壁厚≥0.8mm(局部可0.5mm)。
圆角 R≥0.5mm,避免尖角、锐角。
拔模斜度0.5°–2°,内腔易脱模。
避免深孔、窄槽,必要时做型芯。
尺寸公差按CT4–CT6,表面粗糙度 Ra1.6–6.3μm。
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