蜡模（一种常用铸造方式）

基本内容

“蜡模”是一种常用铸造方式，首先用铝制作工件的型模，然后将蜡注入型模这一步叫“打蜡”，然后等蜡冷却后将蜡型取出这一部叫“退模”，这时蜡模与实物大小一致（实际尺寸根据铸造收缩比例有所放大），然后用沙将其蜡模表面沾满、沾实达到一定的厚度，这一步叫“沾沙”，等蜡模表面的铸造沙粘合后将沾满沙的蜡模放入水中煮将蜡煮化最终留下一个沙壳这一步叫“煮蜡”，最后将沙壳埋入铸造沙坑中将铁水延沙壳倒入，最后留在沙模里的铁水冷却了，就成为了铸件了。

工序组成

熔模精铸主要由模具制造、蜡模制造、壳型制造及随后的干燥、焙烧、浇注、凝固等工序组成。蜡模是用来形成铸件型腔的模样，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。而蜡模制造过程中影响蜡模尺寸精度的因素比较复杂，工艺参数较多，所以蜡模尺寸精度变化范围比较大。此外，蜡模本身的性能还应尽可能使随后的制壳等工序简单易行。为得到高质量的蜡模，除了应有好的压型（压制蜡模的模具）外，还必须选择合适的制模材料（简称模料）和合理的制模工艺。

影响质量因素

模料中的杂质对蜡模质量的影响

在精铸生产过程中，如果对模料的过滤处理不好，容易使水分或杂质混入模料中，导致最终制出的蜡模产生缺陷。如果模料中混入的水分未完全排除，并进入模具中，导致蜡模含有一定量的水分，蜡模表面质量极差，内部出现孔洞缺陷，严重影响蜡模的强度及合格率。模料中如果混有砂粒等固体杂物，在制模时浮在打出的蜡模表面，从而在铸件表面形成粘砂或麻坑等缺陷。

模料要求在53-65℃的保温箱中保温12h后使用，保证蜡温的均匀一致和排除模料中残存的气体。在射蜡前蜡缸上端含有气泡，要事先挤掉或刮掉。如果模料中混有气体，打出的蜡模表面会出现明显的气泡，将气泡表面破开，底部是一个缩坑，必须进行修补；如果不将气泡挑破而继续使用，气泡表面在制壳时破损，从而在铸件表面产生缺陷。

模料使用时间对蜡模质量的影响

模料为中温模料，此料由国外生产。该种模料长时间循环使用时，模料中某些组分在加热过程中挥发分解及树脂化，并析出碳分，脆性增大，灰分增多，流动性下降，收缩率增加，颜色由白变褐，这些主要与模料中硬脂酸的变质有关。使用过程中也混入各种杂质，例如砂粒、粉尘及水分等。所有杂质都使模料变质、性能恶化。为恢复其性能，需要进行必要的处理。

处理时通过高压蒸汽将脱蜡釜中的回收模料打入水分蒸发器中，使模料中的水分蒸发干净。再将模料倒入除水桶中，排除剩余水分。然后进入静置桶中，排除杂质。最后进入保温罐中保温。为了使模料中的夹杂物最大限度地分离出去，通常需要在高温下长期滞留，因此模料更容易氧化变质，灰分也会越积越多，以致最终无法正常使用，此时必须采用再生工艺或加入5%-10%的新蜡改进模料的性能。

射蜡温度对蜡模凝固收缩的影响

当射蜡温度高于58℃时，压制的蜡模表面光滑，而当射蜡温度低于51℃时，蜡模收缩较小，但表面明显变粗糙，甚至在蜡模表面产生流痕。当射蜡温度较高时，处于糊状的模料中的固体析出相是微晶相，因此，模料能够反映模具内表面的粗糙度，蜡模表面很光滑。随射蜡温度降低，模料中有较粗大的晶相析出，导致蜡模表面变粗糙，同时由于模料的流动性及充填性显著下降，模料在流动过程中的流平能力下降，从而在蜡模上产生以注蜡口为中心的弧状形式向外扩展的流场波纹缺陷，显著降低了蜡模的表面质量。

提高射蜡温度，蜡模表面逐渐光滑，但是相应的收缩率也增大。模料射入模具以后，紧靠模具的表面首先形成一层凝固层，射蜡温度高，凝固层内压力消失时的模料温度就高，收缩率增大，从而降低蜡模尺寸精度，同时在蜡模转角处，由于折算厚度大，出现了明显的蜡模收缩变薄缺陷，因此射蜡温度不宜过高。根据上述分析，压制蜡模时的合适射蜡温度为56-58℃。

射蜡压力对蜡模质量的影响

随射蜡压力增加，蜡模线收缩率明显下降。射蜡压力小，则蜡模内压力小，表面凝固层收缩大，在蜡模转角处产生明显的收缩痕迹，蜡模厚度变薄，因此射蜡压力不宜太小。提高射蜡压力，蜡模内压力增加，对蜡模收缩的抵抗力增加，蜡模收缩率下降，蜡模转角处的收缩变薄缺陷可以完全消除。因此射蜡时，必须保证一定的射蜡压力（3-4MPa）。

保压时间对蜡模质量的影响

制模时，蜡模边角处的模料固化后，随着接近蜡模中心处的模料冷却，蜡模仍会继续收缩，尖角之间的平面只能得到单侧冷却，其强度没有尖角处材料的强度高。蜡模中心处模料的冷却收缩，将部分冷却的与冷却程度较大的尖角间相对较弱的表面向内拉。这样，在蜡模表面上产生了凹痕。所以起模时间控制在45-55s内。

射蜡后在高压下保持一定时间，有利于模料的凝固补缩，保证尺寸稳定。我公司的射蜡机采用液压控制，压力比较大，但是射蜡时温度高，保压时间过短，内压力消除时模料的温度高，蜡模抵抗收缩变形能力小，凝固收缩大，尺寸不易控制，容易变形和尺寸变小。增加保压时间，使蜡模具有足够的强度抵抗收缩变形，但是由于模具中的注蜡孔尺寸较小，射蜡后经过一定时间保压，注蜡孔处的模料已经凝固，此时继续保压对于内部蜡模的收缩已经没有补缩作用，相反由于时间过长，蜡模冷却收缩大，起模困难，甚至发生破坏。经过对工艺的优化，蜡罐温度控制在56~58℃、压力控制在3~4MPa、起模时间控制在45~55s内，能够打制出合格的蜡模。

总结

（1）所用的模料需要进行充分的过滤和沉降处理，会有效减少或消除制模时蜡模产生的表面缺陷。

（2）连续生产中，必须对模料的循环使用时间进行控制，每桶蜡静置时加入5%-10%的新蜡改进模料的性能。

（3）射蜡工艺参数直接影响蜡模质量，其中射蜡压力、射蜡温度和保压时间对蜡模表面质量的影响尤为突出，要严格控制在工艺范围内。