V法鑄造工艺及应用.doc

“V”法铸造工艺及应用 中国海洋大学 王树杰 一、概述 1．工作原理、工作过程 真空密封造型，是一种物理造型法，在铸造的各类造型法中，被称为第三代造型法。它是利用塑料薄膜密封砂箱，并依靠真空泵抽出型内空气，造成铸型内外有压力差，使干砂紧实，以形成所需型腔的一种物理造型方法。因此，真空密封造型又名“负压造型法”或“减压造型法”。国外取英文Vacuum（真空）一词的字头，而简称之为V法。 V法的造型工艺过程如下： 1）制造带有抽气箱和抽气孔模板。2）将烘烤呈塑性状态的塑料薄膜覆盖在型板上、真空泵抽气使薄膜密贴在型板上成型。如图 图1 塑料薄膜加热与覆膜 3）将带有过滤抽气管的砂箱放在已覆好塑料薄膜的模板上。4）向砂箱内充填没有粘结剂与附加物的干石英砂，借微震使砂紧实，刮平，放上密封薄膜、打开阀门抽去型砂内空气，使铸型内外存在压力差(约300400mmHg)。由于压力差的作用使铸型成型并具有较高的硬度，湿型硬度计读数可达95左右。如图5）解除模板内的真空，然后进行拔模。铸型要继续抽真空直到浇注的铸件凝固为止。依上法制下型6）下芯、合箱、浇注。如图7）待金属凝固后，停止对铸型抽气，型内压力接近大气压时，铸型就自行溃散。 图2 造型 图3 下芯、合箱提高铸件质量表面光洁、轮廓清晰、尺寸准确。铸型硬度高且均匀，拔模容易。 简化设备、节约投资、减少运行各维修费用。省去有关粘合剂、附加物及混砂设备。旧砂回用率在95%以上设备投资减少30%设备动力为湿型的60%劳动力减少35%。 模具及砂箱使用寿命长。 金属利用率高。V法造型中，金属性好，充填能力强，可以铸出3mm的薄壁件。铸型硬度高、冷却慢利用补缩，减少冒口的尺寸。工艺出品率提高，减少了加工余量。 ①造型操作复杂，小铸件生产率不易提高。 从始至终需抽真空，实现机械化有困难。 因塑料薄膜的延伸性和成型性的限制，影响该工艺方法扩大应用范围。 砂子粉尘及冷却问题。 V法造型工艺是由日本长野县工业实验所和秋田株式会社20世纪60年代末70年代初发明并研制成功的一种特种铸造方法，70年代初V 法造型工艺传入欧洲，美国、俄罗斯、德国、法国等国家，自V法造型工艺投入使用以来世界上有十几个国家和地区的约300条生产线在使用，生产设备逐步向大型化和超大型化方向发展，铸件材质有铸钢、铸铁和有色金属，铸件壁厚一般从3～340 mm。应用该工艺最多的是日本。 1977年，新东工业株式会社与前田铁工所联合开发的砂箱尺寸为2300mm×1500mm×320／320mm的转台4工位铁锅片V法生产线的生产率为10箱／h；目前在日约有200余条生产装置在使用。日本新东公司已向世界各国先后出售近200台套V法造型生产线设备，砂箱尺寸可达7000mm×4000mm×1100／800mm，生产率达15～17箱／h。 前苏联从1975年开始研制V法造型装置，最初制造几套BH～I-I000型V法造型装置并成功应用于生产，在此基础上又开发了BH～I-1600型、2000型、2000／1600型和1200／100-4型单工位、穿梭式和4工位的V法造型装置，生产率4～15箱／h，在维克萨破碎设备厂、奥尔斯克建筑机械厂、安集延机械制造厂和重型机电制造厂等都安装有V法造型生产线。 美国和德国各有几十家工厂采用V法造型生产工艺，德国PASSAVNT水处理厂也安装有V法造型生产线，生产阀类铸件等都取得了很好的效果。 由于V法造型工艺的铁液流动性比较好,很适合铸造薄壁件，加之表面光洁度好，非常适合铸铁浴盆的生产。1974年8月建成广岛长州浴盆厂的V法生产线，取代了原来的湿型造型工艺。80年代北京化工设备厂也从新东工业株式会社进口成套的高自动化的浴盆铸造生产线。 1977年新东工业株式会社与前田铁工所开发大型铸铁锅炉片的V法生产线。砂箱内尺寸为2300mm×1500mm×320/320mm，采用四工位转台式造型机，生产率为10型/h。生产线建成后一直在运转，迄今已20余年，工作状态良好。铸件的形状虽然简单，但是带有砂芯，工艺上比较复杂，是V法生产复杂件的一个典型。 叉车等设备需要大量的平衡配重块，用V法铸造配重块表面光洁，节省清砂和喷漆的时间，而且重量偏差很小，虽然它厚达350mm，重可达1600kg，但也适合于V法造型，迄今已有10多条线在运转。合肥叉车厂也用这种方法生产配重块并出口日本。 1978年10月新东工业株式会社开发当时属超大型V法造型设备用来铸造钢琴弦排，砂箱内尺寸为3000mm×1650mm，并且各道工序自动完成，是第一条全自动V法生产线。同年也对前述的浴盆生产线进行改造，实现了全自动化。 1980年2月,新东工业株式会社开发了小型化低成本的V法VJP通用造型线，其设备的高度、操作方式均适用于老车间