报告人：武超
简介：
青岛新诺科铸造材料科技有限公司是由英国、香港、中国三方合资， 总投资人民币8000万元，用于生产和经营高科技精密铸造专用原辅材料现代化企业。精密铸造的发展主要得益于航空航天和军工科技对发动机等部件要求的不断提高。英美拥有目前最先进的精密铸造及原辅材料的核心技术。青岛新诺克铸造材料科技有限公司的高科技项目，其主要技术来自英国。目前我国精密铸造用蜡90%从欧美进口，硅溶胶粘合剂的质量和性能与欧美的同类材料相比亦有较大差距。我国拥有生产这些产品的大部分原料，但缺乏生产技术和配方。我公司将成为首个在国内提供精密铸造用蜡料回收处理再利用、新蜡生产、提供快速制壳体系及钛合金制壳技术的公司。
该项目没有有害的三废排放，蜡料的回收处理帮助整个精铸行业年减少有机蜡料的排放约1500吨，有效提高蜡料的利用率，是环保型高科技项目。
该项目的实验室投资将超过300万元。该实验室除为该项目提供原材料的质量检验和产品的质量保证外，还将成为精密铸造用制模制壳材料的研发中心。
我公司的生产设备和技术等同或超越西方的同类企业。该项目的产品除提供国内精密铸造行业使用外，还将出口至欧美、中东等精密铸造发达地区。它将有每年约 2000吨填充和非填充型新模型蜡并帮助铸造厂回收2000吨旧蜡的生产能力，同时能够生产4000吨二代、三代加强型硅溶胶粘结剂、2000吨欧洲质量标准的耐火材料。
精铸蜡是一种混合型蜡，可根据具体性能定制以满足市场需求。现今市场的需求已经改变，更大且更复杂的铸件使得传统的非填充型蜡无法满足要求。填充型蜡将引领最新制蜡技术和制壳工艺。填充型蜡制壳具备低收缩率，低沉陷率，壳体坚固，尺寸稳定和更快的制壳时间。此报告将对填充型蜡的性能改进进行深入研究。
失蜡法精密铸造初期使用的是非填充蜡，先是使用天然蜡后使用合成材料。后期随着更大模具的出现，非填充蜡已无法满足要求，填充蜡得到了应用。
填充蜡中加入了特殊材料可以提高蜡的性能并解决非填充蜡带来的问题。填充物不受蜡原料和操作温度的影响。使用填充蜡可以有效减少线性收缩率和沉陷率。 许多不同类型的填充物已经过多年的发展和应用。现在我们来看一下目前最常用的填充物XLPS（交联聚苯乙烯）。这种材料填充在蜡基内具有极强的热稳定，同时具有低灰分，相似的密度，有助于减少沉降，并且不影响蜡的表面光洁度，降低成本提高生产效率。因此，当使用填充物后，其如何影响蜡料和蜡模，我们做了测试，结果如下：
实验蜡
加入填充物20%。为了做比较，我们同时将40%填充物加入相同的蜡基中。两个蜡样的检验结果如下.
物理性能 包含一下指标 填充物含量 灰分 粘度
锥入度(温度25摄氏度，100g，5秒) 凝固点 滴点
蜡模尺寸分析
三种混合物在相同的条件下，在同一台机器上使用相同的射蜡工具。所用试件是“德国试件”由德国设计。它已被广泛用于在整个欧洲的标准试验设计。
物理性能 检验方法 蜡基 20%填充蜡样 40%填充蜡样 粘度 @ 100℃ 93 180 630 粘度 @ 90℃ 143 270 885 粘度 @ 80℃ 233 402 1400 软化点 68.3 69 68.5 滴点 67 67 68 凝固点 65 65 64 锥入度 @ 25℃ 7.0 6.5 5.5 填充物含量 0 19.7 40.1 灰分 0.005 0.012 0.014 表1蜡的物理性能测试
由于试验方法的不同，滴点可能有所差异。
凝点保持一致，所以我们可以说其不受所添加填充物的影响。 正如预期的那样，加入填充物后蜡料变的更坚固。
加入填充物影响最大的是粘度。测试结果清楚表明，加入填充物越多，粘度越高。此实验并未对不同类型填充物或不同尺寸填充物加入蜡基后的影响进行测试，但是我们可以由此推理出，加入的填充物越好，对粘度的影响越大。填充物的颗粒越小，对蜡料的影响越大，粘度越高，因其可以于蜡料本身充分融合。
蜡粘度是任何混合蜡料的一个重要参数，也精密铸造蜡非常重要的特性。如果粘度太高射蜡机会不射蜡，或生产出表面光洁度很差的蜡模。如果熔体粘度太高则脱壳时蜡的脱壳速度会很慢，可能会导致壳裂。对于只关注使用非填充蜡的行业，我们所介绍的填充蜡的粘度会令人震惊。即便如此
填充蜡都能制出质量很好的蜡模。大多数射蜡温度都在50-70度之间。在此温度区间，粘度会达到峰值。铸造蜡在射蜡温度不同时的变化等问题不在此赘述。最后，非常低的灰分含量也是我们追求的结果。蜡基和填充物都具有极低的灰分含量，所以在非常敏感的合金铸造如钛铸造中使用该种填充蜡。
尺寸变化
实验蜡 40oC 67oC 100o
C 蜡基 2.06 7.81 10.77 20 %填充蜡 1.61 6.46 8.90 40 % 填充蜡 1.50 5.35 7.36
从上述结果可以看出，填充物明显降低了蜡的膨胀率。填充20%的蜡降低了17.3%，100摄氏度时膨胀率只有13.8%. 填充40%的蜡在67摄氏度时降低了31.7,100摄氏度时降低了29.5%。
在此我们以67℃作为测试温度，同样射蜡温度也是67℃. 这清楚的表明，填充40%的蜡收缩率方面降低了30%，这可以有效的帮助铸造厂生产处精密度更高的产品。同时，100℃时降低了30%的收缩率使得脱壳时压力过大导致的壳裂等问题大大减少。
射蜡试验
按照以下参数操作射蜡机，做出10个蜡模。 温度 66℃ 压力 320psi 时间100秒 保持时间 60秒 其他指标不变
表3线性收缩率%及沉陷率 混合蜡 A B C D E F 蜡基 0.55 0.76 0.51 1.43 7.22 4.84 20%填充 0.62 0.81 0.49 1.19 4.70 2.38 40% 填充 0.63 0.80 0.38 1.06 2.57 1.43 表4 线性收缩率及沉陷率的标准偏差
混合蜡 A B C D E F 蜡基 0.042 0.028 0.023 0.052 0.078 0.184 20%填充 0.029 0.019 0.026 0.057 0.032 0.133 40% 填充 0.014 0.012 0.016 0.039 0.015 0.127
由于填充物的颗粒很细，从而避免液态蜡在注蜡浇口冻结。所有的蜡样在相同条件下注射，温度已接近其凝固点。相同条件下蜡表面粘度较高，因此只有很少一部分蜡会残留在模具中。在特定条件下，增加填充物数量对线性收缩率的影响同样有趣。
应当指出的是，所有这些蜡注射均在完全相同的条件下。从每个蜡样，得到最好的结果。在这种情况下，得出的结果只是进行比较。
很多因素决定了收缩率的变化，如温度，时间，压力，射蜡机质量，浇口的大小和位置等等。 于非填充蜡相比，填充蜡的线性收缩率的偏差要小得多。细微差异的产生归结于蜡的状态未达到最佳。
力学性能
蜡棒尺寸未9x9x90，数据如表5
混合蜡 最大负荷 断裂 (%) 弹性模量 (N/mm2
_) 非填充型 68.5 ----- 322 20% 填充 65.6 108.8 400 40% 填充 67.9 44.9 521 填料的加入对蜡的力学性能有显著影响。填充物的加入能降低蜡的柔软性和增加的弹性。最大负荷没有大的改变。这些结果表明，加入填充物能增强蜡的韧性，减少弯曲和柔软度。填充物的加入对蜡的力学性能影响很大。
表面光洁度
两种蜡的表面光洁度都不错，属可接受范围。虽然非填充蜡的表面看上去比填充蜡要好一些，但这都可接受。
填充蜡的实用性
假如铸造厂考虑使用填充蜡，但只有使用非填充蜡的经验的话，需要注意以下事项。液态的填充蜡需要不停搅拌，如果搅拌停止，填充物将会沉到底部；大多数情况下即便下沉也可以重新搅拌均匀，但需要长时间。同时搅拌器的大小和马力要适合存蜡的容器。铸造厂也会考虑蜡的兼容性，比如 我是否可以同时使用两种蜡？如果其力学性能足以应付严格的控制程序，那么可以将二者混合使用。
填充蜡可以重复使用吗？当然可以，一旦模具脱蜡，旧蜡可以送回来，我们可以回收并按照客户要求供应填充或非填充蜡。
填充蜡和非填充蜡可以一起脱壳吗？是的，可以。两种蜡混合在一起也可以回收处理并分开供应。 要使用填充蜡，在系统中要做什么改变吗？不需要，填充蜡可以在现有的制壳系统中使用。 我的铸件尺寸是否会变化？正如我们已经介绍过的，填充蜡的收缩率与非填充蜡不同。但是填充蜡是在蜡的状态最佳是注射的，所以收缩率优于非填充蜡。
结论
随着铸件的尺寸及复杂性的增加，填充蜡将起到更重要的作用并提高效率。沉陷率和膨胀率显著降低。某些铸件必须要使用填充蜡，否则无法生产。填充蜡的极强复制性，也使得每一个铸件的差别越来越小。填充蜡大大促进了精铸市场的发展
