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4.4.2 脫蠟鑄造 (Lost-Wax
Investment Casting) P.177
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4.4.2 脫蠟鑄造 (Lost-Wax
Investment Casting)
• 原始的鑄造法在幾世紀前是由韓國人與古
埃及的藝術家所發明的，以下是脫蠟鑄造
的製程步驟如圖4.16所示，(a-c) 工程用或
藝術品的母模型，先用蠟雕型完成；(d-f)
蠟型用陶瓷泥漿包覆；(g) 加溫使蠟融化，
由底部流出，形成中空模穴；(h) 封住出蠟
口，再由頂部注入融熔金屬完全填充模穴；
(i) 融熔金屬冷卻凝固後，將外部陶瓷搗碎、
清除，完成鑄件毛胚；(j) 清潔、去毛邊與
拋光則可取下鑄件成品。
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4.4.2 脫蠟鑄造 (Lost-Wax
Investment Casting)
• 這種製造方式的製程技術，在第二次世界
大戰期間在製造飛機引擎零件上有長足的
進步，現在則被廣用在噴射引擎渦輪葉片
與高爾夫球桿頭的製造，在圖4.16的最上方，
蠟型式經由射出成型模成型的，並將各個
蠟型組裝成樹枝構型再沾漿而成。
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4.4.2 脫蠟鑄造 (Lost-Wax
Investment Casting)
總體而言，現代的脫蠟鑄造法，因為其蠟型是經由精度良好
的機械模製造出來的，因此它可以稱得上是鑄造法當中公差
精度掌控精良的鑄造法之一。目前的公差控制技術可以高
達，並且鑄件表面光滑幾乎不需要在經人工修飾，另外尚有
其他優點如下：
• 蠟型若是先經過手工拋研光製，則鑄件根本不會出現分模
線 (Parting Line)。
• 經由蠟型表面圖騰，直接表現鑄件紋路，如高爾夫球桿頭
的凹紋圖案。
• 配合沾漿與塗泥被覆的自動化，可降低製作成本。
• 經單一方向凝固與長晶方向的控制可增強渦輪葉片的機械
性質。
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4.4.3 陶瓷包模鑄造程序
(Ceramic-Mold Investment
Casting Procedures)
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4.4.4
殼模法 (Shell Molding)
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4.4.4
殼模法 (Shell Molding)
• 常用的高精度鑄造方式為殼模法 (Shell
Molding)，金屬製的模型率先預熱到200～
240℃之間，並在模型表面噴塗一層5~15
mm厚度的樹脂矽砂離型劑、酚甲醛樹脂及
其他添加劑，與矽砂的調和是要保持離型
劑矽砂層的熱固性，接著進行烘烤、去水
乾燥確保澆注金屬精度後即可澆鑄融熔金
屬，同樣的待金屬凝固，搗砂取出工件，
精度通常也都可以到達左右。
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4.4.5 傳統砂模鑄造
(Conventional Sand Molding)
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4.4.5
傳統砂模鑄造 (Conventional
Sand Molding)
• 較粗糙便宜的鑄造是以木模或石膏模型來進行的，吾稱之
為砂模鑄，鑄砂在模型周圍搗壓密實，並留有澆道
(Sprue)、澆口 (Gate) 與冒口 (Riser)，金屬融熔鑄件成品
精度可以到達左右；但新的技術改良如：
– 高壓的搗振壓實方法 (Jolt-and-Squeeze Method)：利用氣壓向上
搗振與機械擠壓頭向下壓實，出力高達400 psi，使鑄砂與模型壓
實密度增大且均勻，使砂模在澆注前的公差受到最佳的控制。
– 石墨搗實砂箱鑄模 (Carbon Dioxide Block Casting)：用搗實的石
墨取代大部分的砂，並利用鋯石粉與細顆粒矽粉調和6% 的矽酸鈉，
並通入二氧化碳使之硬化，使鑄砂與模型接觸之介面形成厚度約
為12 mm的密實硬化層，這種方式稱之為二氧化碳鎢實砂箱鑄模，
亦稱水玻璃 (Sodium Silicate) 矽砂鑄模。
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冒口(riser)：作用為當金屬冷卻凝固而發
生收縮時，提供原澆鑄於砂箱中額外的
金屬補充給鑄件以及排出氣體。
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4.4.6
壓鑄 (Die Casting)
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4.4.6
壓鑄 (Die Casting)
• 鑄 (Die Casting) 主要是將融熔鋅合金，高壓注入
永久金屬模內，現代的壓鑄大都為以3或5軸式壓
鑄機來進行加工。金屬模具成本高，但是壓鑄出
來的成品表面光滑而且精度也可達，但是就因為
模具成本高，並不能適用於快速原型製造的範疇，
℃
通常是用來成型大批量小尺寸元件，如：汽車零
件或一般消耗性產品。而其所使用的低熔點金屬，
如：鋅合金、鋁合金等所壓鑄出來的元件售價合
理且強度大，但目前塑膠射出成型技術 ( 請參見
第八章 ) 精進，大有凌駕並取代鋅合金壓鑄的可
能。
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2-4-3 壓鑄法
一、定義及特色
壓鑄法(die casting)係將熔融的合金熔液以高壓
力壓入模穴，待其凝固冷卻後，打開模具並取出鑄件
的方法。而壓鑄法係採可使用數萬次的永久模具－金
屬模(視鑄件的材質及生產量，而選用銅模、鐵模或
鋼模)，且使用數十甚至千百倍於大氣壓力的極高壓
力將熔融金屬液壓入模具內。因此其生產成本較高，
但所製作之鑄件較為精美。目前，壓鑄產品廣泛應用
於汽機車零件、馬達、筆記型電腦、航空器具、電子
通訊產品等。
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二、壓鑄法的種類
1. 熱室式壓鑄法
熱室機的射出系統硬體 (柱塞、套筒或鵝
頸管)為浸在熔融金屬液中，射出時藉由油壓
驅動柱塞下壓而將金屬液射入模穴中冷卻得
到鑄件。因鑄造壓力較小，故適合肉薄成品
小鑄件，例如3C類產品。
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2. 冷室式壓鑄法
冷室機之射出系統與熔解爐分離，射出
前需將金屬液由熔爐中取出倒入套筒中，然
後藉由柱塞向前將金屬液射入模穴。因本法
鑄造壓力大，適合肉厚大型鑄件，例如汽車
零件、電動工具等。
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▲鑄造的優點有:
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•
•
•
適用於製造形狀複雜的工件(零件或產品)
適用於一些重量或體積甚大的工件
可簡化加工程序或裝配步驟
由於材料特性上的限制，鑄造是此類材料成形的最佳
適用於大量生產，具有很高的生產率
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▲鑄造的缺點有:
• 鑄件(即鑄造所得之工件)的尺寸和形狀精度通常比切削加工
或成形加工所得者為差。
• 鑄件的表面狀態一般較差，需再經研磨或噴砂等加工以去
除表面的毛邊，或改進表面粗糙度等。
• 鑄件的內部組織通常並不均勻，且容易出現缺陷。
• 鑄造工作許多是在高溫及粉塵密佈的環境中進行對人體危
害甚鉅。
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