一、熔模的制造
熔模铸造生产的第一个工序就是制造熔模。熔模是可以在热水或蒸汽中熔化的模样。要获得尺寸精度高的铸件，首先要获得尺寸精度高和表面光洁的熔模。为得到高质量的熔模，除了应有高质量的压型（压制熔模的模具）外，还必须选择合适的制模材料和合理的制模工艺。制模过程由配制模料、制模和组合模组三部分组成。
图5-1 熔模铸造主要工艺过程
a）制浇口棒 b）焊接模组 c）涂挂涂料 d）往模组上撒砂 e）制成型壳后熔失蜡模 f）浇注冷却 g）清砂后获得铸件组 h）切去浇冒口获得铸件
1—浇口棒 2—蜡模 3—涂料 4—撒砂床 5—型壳 6—铸件 7—浇口余头
1.模料及其配制
为了保证铸件质量和便于工艺操作，对模料提出下列要求：熔点要合适（熔点尽量为60～100℃，软化点不低于35℃）；有一定的强度和硬度；收缩要小，灰分少，密度小；不与涂料起化学反应；涂挂性和焊接性要好；对人身无害和使用方便且经济。但很难找到一种材料同时能满足上述要求，于是采用几种材料混合使用，互相取长补短。模料的配方及性能见表5-2。
应用最广的模料是石蜡基低温模料和松香基高温模料。石蜡硬脂酸模料熔点低于60℃，组织生产简单，成本低且回用方便，但室温较高时蜡模易变形。松香基模料熔点在90℃以上，模料强度高，不易变形，但生产过程复杂。
表5-2 模料的配方及性能
石蜡-硬脂酸模料的制备工艺是熔化、过滤和搅拌成糊状。配制时按比例称量石蜡和硬脂酸，将其破碎成小块放入有水套的坩埚中加热，当模料熔融后要注意搅拌。常用的熔化保温温度为70～75℃，最高不超过90℃，否则，石蜡部分会出现树脂化，使模料颜色逐渐变成黑褐色，塑性下降发脆，收缩率增大，从而降低模料的性能。加热坩埚常用不锈钢和铝合金制成。
用8～11号筛或多层（3～5层）纱布、绸布（或尼龙丝布）过滤模料，去除杂质。将过滤后的熔融模料装在不锈钢或铝合金桶内，可不断地进行搅拌并冷却到糊状（温度为42～46℃），倒入保温桶内保温备用。模料从熔融状态冷却至糊状必须强力搅拌，否则压制出的熔模表面不光洁（如出现“白点”或桔皮等）及凹凸不平。搅拌过程中会不可避免地卷入空气，但混入少量空气有助于减小熔失时模料的膨胀，并有利于熔模轮廓的清晰。如果卷入空气太多，则会使熔模产生气泡，因此在制模前（模料已成糊状）最好少搅动模料。
松香基模料制备工序的要点是：按比例称量松香、地蜡及聚苯乙烯，先将松香和地蜡装入不锈钢电热炉中加热熔化，升温到150～180℃，用7号或8号筛过滤混合物去除杂质，然后再加热到180℃，将聚苯乙烯（流态）以不断细流倒入，同时不断仔细地搅拌，继续升温到250℃，最高不超过270℃。熔合好的模料冷却至180～200℃，在此温度下需静止保持30～50min，以排除气体。最后将模料冷却至170～190℃，经取样检验合格即可用于制模。检验聚苯乙烯是否已全部溶解和混合均匀的方法，是用棒将模料滴到滤纸上，滤纸上模料滴的周围不出现明显的油斑即为合格。
2.制模工艺
模料注入压型中的方法有自由浇注法和压力注入法两种。自由注入法应用较少，只用于制造尿素模等。石蜡-硬脂酸模料几乎全部采用压力注入法，因为用这种方法制出的熔模轮廓清晰，尺寸精确。图5-2a所示为一种手按式气压多头注蜡机示意图。其基本原理是用压缩空气通过软管将糊状模料送至手按式压蜡头。图5-2b所示为压蜡状态。当压蜡头下压时，进出蜡管接通，蜡料在气压下压入压型。抬起压头，在弹簧作用下切断模料通路，压射停止。
制模时主要控制好压型的工作温度、模料的压注温度、压注时的压力及保压时间。模料不同，制模工艺也就不相同。
在保证良好的充填情况下，应尽量降低模料的压制温度及压型温度。对于石蜡、硬脂酸各半的低熔点模料，压注温度为45～48℃，压型温度为15～30℃；松香基模料的压注温度取170～180℃，压型温度为30～40℃。
压注的压力和保压时间对熔模的精度和表面质量影响较大。压力过小易产生冷隔和浇注不足等缺陷；压力过大即压射速度过大，会使蜡模产生气泡和表面不光洁等缺陷。一般石蜡基模料压力为0.1～0.2MPa，松香基模料压力为0.2～0.5MPa，模料压射后必须有一定的保压时间，使熔模获得补缩，具有足够的强度，一般保压时间以0.5～3.0min为宜。
图5-2 气动压蜡机及手按式蜡枪头(https://www.daowen.com)
a）压蜡机示意图 b）手按式蜡枪头
1—压蜡枪 2—气管 3—压盖 4—电热器 5—蜡浆 6—软管 7—进水管 8—手柄 9—弹簧 10—蜡管 11—水管 12—回水管 13—进蜡管
此外，压型表面上涂的分型剂对降低熔模表面粗糙度也有影响。一般石蜡基模料分型剂用变压器油，松香基模料用质量分数为50%的蓖麻油与质量分数为50%的酒精配制的分型剂。
制模时先在压型表面擦一层分型剂，用手动蜡枪或各种注蜡机向压型中注射糊状模料，保压一定时间，然后推动封蜡板把注蜡孔盖住，最后打开压型取出蜡模，放在冷水中冷却2～3h，再进行检验和修正，合格的蜡模要妥善存放，以防变形。
对于直浇口棒，则多采用浸挂法：把木棒或铝质空芯棒浸入55～60℃的模料中，形成一层蜡壳后取出，冷凝后再浸挂一层，每层厚度为0.5～1.0mm，一般挂3层或4层，总厚度为2～3mm，如图5-3所示。
图5-3 浸挂模料的直浇口棒
1—直浇口棒芯 2—模料层
3.组装模组
组装模组是将挂好蜡的直浇口棒放在卡具上，用电热刀把熔模上的内浇口与直浇口焊成一体。所以组装模组实际上是设计浇冒口系统工作的一部分，在焊接时应按照工艺规程及组装标准进行。
熔模铸造的浇注系统除了把液体金属导入型腔外，还有以下特殊作用：在组装模组和制壳时，可作为熔模和型壳的负载机构，应具有足够的强度；在铸件凝固过程中起补缩作用；在熔失熔模时，作为顺利导出液态模料的通道。因此，在考虑浇注系统及组装模组时，应注意以下几点：
1）铸件的内浇口通常也是向压型压注模料的进口，在压型设计时应同时考虑。
2）在利用浇注系统兼作冒口补缩铸件时，通常从铸件最厚处引入金属，即按顺序凝固原则安排。因此，直浇口棒的换算厚度应大于铸件热节处的换算厚度。直浇口棒的直径一般为20～60mm。如果需要补缩，则还可以设置冒口节，如图5-4b所示。
3）浇注系统的尺寸和熔模个数可按经验或计算求得，在实际选定时还应考虑熔模焊在浇口棒上有足够的强度和导入部位的形状等因素。模组上熔模之间应排列整齐，熔模之间的距离不应小于6mm。内浇口长度视切割方法而定，手工锯削时取4～6mm，用圆盘铣割和砂轮切割时取8～10mm，气割或冲切时取10～15mm。模组上熔模沿直浇口轴线应有一定倾斜度，一般取60°～80°，以使熔失熔模时便于模料顺利地流出。此外，焊接处不能有尖角和毛刺，一般呈R3～R5mm的圆角，如图5-4a所示。
熔模铸造浇冒口系统的几种形式如图5-4所示。
图5-4 熔模铸造浇注系统的几种形式
a）普通形式 b）设置冒口节 c）联合注入式 d）从热节引入 e）由横浇道经冒口引入
1—浇口杯 2—直浇道 3—内浇道 4—铸件 5—缓冲器 6—横浇道 7—冒口