第五章 包埋与铸造技术

第一节 熔模的包埋 即对熔模进行包埋，熔模用耐火包埋后 形成铸型，再经过烘烤去蜡焙烧到一定的 温度，形成可用以铸造的铸型腔.

一、包埋 材料 金属在熔铸过程中会有不同程度的 收缩，补偿金属熔铸收缩的有效方法 是利用包埋材料的凝固膨胀、吸水膨胀及温度膨胀。

包理材料的选择 1、中低熔合金铸造包埋料 2、高熔合金铸造包埋料 3、钛合金包埋料 4、铸造陶瓷包埋料

二、包埋前的准备

1. 包埋材料的选择 不同的铸造合金有不同的铸造收缩率，所以必须选用与之相适应的包埋材。 中熔合金多采用石膏系包埋料 高熔合金采用磷酸盐系或硅酸盐系包埋料 钛合金采用二氧化锆耐高温包埋料

2. 选择铸圈 铸圈是包在铸型外围，使包埋料成型的工具。

衬里铸圈 在铸圈的内壁四周，衬垫厚度均匀一致的石棉纸或代用品，以缓冲铸圈对包埋材料加热膨胀的限制

（1）衬垫要求 在铸圈的上下端形成3~5mm空白区 采取在一端（上端或下端）形成一3~5mm空白区 无圈铸型技术，用普通铸圈替代时，则不需形成空白区

（2）衬垫方法 （1）湿衬法 （2）干衬法

3. 清洗熔模 在熔模制作完成后，需要将插有铸道针的熔模固定在成形座上进行清洗

（1）清洗熔模的目的 （1）可将熔模表面粘附的油性分离剂清洗干净 （2）将熔模表面所粘附的污物清洗干净 （3）减少熔模对包埋料的表面张力和包埋料 对熔模的表面张力， 增加熔模表面润湿性及包埋料的涂挂性

（2）清洗熔模常用的的方法 （1）肥皂液清洗。 （2）用气枪吹干 （3）蜡型包埋前作脱脂和清洁处理

三、包埋方法及操作步骤

（一）包埋料的调拌方法 1、手工调拌 2、真空机械调拌

注意事项 （1）必须保持所用调和器械清洁 （2）准确调配水粉比例 （3）调拌时要注意向同一方向搅拌，调拌完成后注意排尽气泡 （4）真空调拌机的使用要按生产厂家的使用说明进行操作

（二）各种包埋 料的包埋方法 熔模完成后，应立即进行包埋，以防变形。使用不同的包埋料，有不同的包埋方法 。

1、中低熔合金包埋料的包埋 （1）一次包埋法 （2）两次包埋法

（1）一次包埋法 将包埋材料涂布于熔模的表面，涂抹时由点逐渐到面 依此逐层涂布包埋料 随即在成形座上罩上已准备好的铸圈，把包埋料注入铸圈

（2）两次包埋法 内层包埋 外层包埋

2、高熔合金包埋料的包埋 1．正硅酸乙脂包埋料包埋法 2．磷酸盐包埋料包埋法

1．正硅酸乙脂包埋料包埋法 内层包埋 外层包埋

2．磷酸盐包埋料包埋法 用于内层包埋外层包埋 既可用于翻制耐火材料模型，也可用于包埋熔模 一般用于翻制带模铸造模型

四、烘烤与焙烧 烘烤与焙烧的目的 使包埋料中的水分蒸发 去除熔模料 获得一定量的热膨胀以代偿合金的收缩 经过烧结提高铸型的强度 提高铸型温度，利于铸件铸造完全

（一）烘烤 1、烘烤 是指通过对铸圈的缓慢加热升温，使铸型中水分均匀蒸发以致干燥，熔模材料熔解、流失的过程。 2、烘烤的方法： 低温烘烤 铸道口朝下，利于熔化铸模料流出

3、烘烤要注意的问题 （1）升温不能过快 （2）烘烤时铸圈的铸道孔向下 （3）用技工钳把铸道针取出

（二）焙烧 1、焙烧 在高温条件下，继续对铸型进行烘烤，使熔模材料完全燃烧挥发，去净铸型中的水分和蜡型，并使包埋材产生膨胀，获得一个能补偿铸金收缩的铸型腔。 2、焙烧的方法 高温焙烧 铸道口朝上，利于剩余铸模料挥发

3、焙烧要注意的问题 （1）缓慢升温－－60min （2）连续进行、及时铸造 （3）观察颜色来判断温度

第二节 铸造 通过加热使金属熔化，再施加外力将熔 化的金属铸入铸型腔内，形成所需铸件 的过程

一、熔化金属的热源 1、可燃性气体吹管火焰 将压缩空气或氧气与可燃性气体充分混合，利用其燃烧产生的巨大能量来熔化合金。

中低熔合金的热源 汽油吹管火焰 由内到外 ： 混合焰、燃烧焰、还原焰、氧化焰 淡蓝色还原焰尖端处温度最高，火力最强，又因此处供氧不足，含有少量被灼热的碳氢分子，可防止合金熔化时氧化，为熔化合金最佳位置.

汽油、煤气 1050-1100中、低熔合金 煤气和氧气混合 两层 1600 高熔合金 乙炔氧气 3750

高熔合金的热源 2、高频离心铸造机 3、乙炔氧气吹管火焰 4、中频感应热能 5、电弧高能

二、铸造方法 （一）离心铸造 （二）蒸汽压力铸造 （三）真空充压铸造

（一）离心铸造 离心铸造是利用电动机或发条的强力带动，使旋转机臂高速转动而产生离心力，将熔化的合金注入铸型腔内。

（二）蒸汽压力铸造法 是利用水分在密闭的高热熔铸环境中快速蒸发，聚集形成蒸汽压力，将液态合金挤压入铸型腔内的过程。

（三）真空充压铸造法 利用真空铸造炉中真空负压作用，将熔 化的合金吸入铸型腔内，然后充气加压， 铸成高度致密的铸件

（三）合金溶解时应注意的问题 1、熔金的保护 2、合金用量的估算 3、坩锅不能混用 4、对坩锅预热 5、合金摆放形式正确 6、加少量的熔媒

7、铸造温度的控制 （1）锡锑合金 （2）铜基合金 （3）金合金和铜镍锌硅合金 （4）镍铬烤瓷合金 （5）铬镍不锈钢 拨开表面覆盖的一层氧化膜时见灰色发亮流动的液态合金 （2）铜基合金 熔成球状表面有膜，呈不大光亮的桔红色 （3）金合金和铜镍锌硅合金 熔成球面呈淡黄色，光亮如镜， 随火焰燃烧而转动、颤动 （4）镍铬烤瓷合金 合金熔解成球状，表层氧化膜似破未破 （5）铬镍不锈钢

第三节 铸件的清理与磨光 清理铸件 切除铸道 调试就位 磨平 调整咬合关系 调整邻接关系 化学抛光 完成修复体 机械抛光

一、铸件的冷却 缓慢降温冷却 快速降温冷却

二、铸件的清理 （一）喷砂处理 （二）酸碱处理 1、中熔合金的酸碱处理 2、高熔合金的碱处理

三、铸件的研磨 1、切削铸道 2、铸件就位 3、调整邻接关系 4、调整咬合关系 5、表面磨平

第四节 铸造时常见问题及处理 铸造不全 铸件收缩 粘砂 表面粗糙 金属瘤 缩孔 缩松 缩陷 砂眼 加工困难

一、铸造不全

（一）制作熔模的问题 1、熔模过薄包埋材料透气性差 2、道柱竖立不当

（二）熔模包埋的问题 1、内包埋厚度不够 2、外包埋不当 3、铸道口过平过浅，缺乏锥度 4、包埋料透气性差

（三）烘烤焙烧中的问题 1、过早烘烤或升温过快 2、温度低或时间短

（四）熔铸过程中的问题 1、合金投放量不足 2、合金熔化不全 3、铸造压力不足 4、非贵金属高熔合金熔化时粘性大， 流动性差

二、铸件收缩 （一）利用包埋材料的膨胀 （二）利用模型材料的凝固膨胀 （三）采用无铸圈铸型 （四）采用分段铸造 将初凝的熔模置于水浴 在熔模顶部有控制地加水 铸圈内使用湿衬层，如垫湿的石棉纸 用温热水浸泡铸模 （二）利用模型材料的凝固膨胀 （三）采用无铸圈铸型 （四）采用分段铸造

三、粘砂 产生粘砂的原因 化学性粘砂 热力性粘砂

防止粘砂的主要措施 切勿高温过熔，防止合金氧化，合理安插铸道 提高包埋材料的耐火度和化学纯度，控制好调拌稠度 铸圈内各铸件之间不要相隔太近，尽量分离开，以免影响铸造后的热量散发

四、表面粗糙 1、铸模表面光洁度差 2、包埋问题 3、铸型烘烤焙烧的时间短，温度不足 4、熔铸问题 5、研磨问题

五、金属瘤 仔细对蜡型进行脱脂 调拌包埋料一定要注意排除气泡，包埋料最好用真空搅拌机调拌 包埋时先用小排笔在熔模表面均匀涂布一层包埋料 在真空状态下包埋，或铸圈灌满后，立即抽真空，去除包埋料中的气体

六、缩孔 定义 铸件凝固时，由于体积收缩在其表面或内部遗留下来的孔穴，称为缩孔。 形成缩孔的原因 收缩成孔 热中心

预防缩孔的措施 体积大的铸件设置储金球 体积小的铸件，竖立一直径大于铸件厚度的铸道柱 熔模避开铸造热中心，而将储金球处于铸造热中心 在熔模上靠近竖立铸道柱处安放排气孔 加大铸造压力，延长加压时间。 采用真空充气加压铸造法

七、缩松 定义 采取的预防措施 铸件上产生小而不连贯、形状不规则的缩穴，称为缩松。 常产生在缩孔附近或铸件的厚薄交界处 设法使铸件顺序凝固 采取预防产生缩孔的相同措施

八、缩陷 定义 防止措施 延长加压时间，使铸造压力持续时间长于合金凝固时间 改善包埋料的透气性，在熔摸的边缘安放排气孔。

九、砂眼 定义 防治措施 制作熔模时，特别在安插铸道时，避免铸型腔内产生内尖角。 掌握好包埋料的使用方法和配方，提高铸型的强度和韧性。 使用规范的铸圈底座，保证铸道口的质量。 在烘烤和焙烧过程中防止外界砂粒落入铸型腔内。

第五节 钛铸造技术

一、钛及钛合金铸造的条件 （一）抽真空 1、高真空排除空气 2、”转换“排气 （二）惰性气体保护 1、氩气 2、氦气

二、溶解方法 （一）高频感应溶解 （二）弧溶解

三、铸造法 （一）差压式铸造法 （二）加压铸造法 （三）离心铸造法

四、坩锅 （一）金属坩锅 （二）氧化铝坩锅 （三）高密度石墨坩锅

五、注意事项 （一）熔模的厚度 （二）排气道的设置 （三）铸道的设置 （四）铸型的形式 （五）铸型烘烤焙烧的温度及铸造时铸型的温度要求

（六）铸型的冷却方式 （七）铸件的表面处理方法 1、喷砂处理 2、酸处理 3、研磨 4、抛光处理