V法铸造是真空密封造型或负压造型铸造工艺的简称,其原理是利用塑料薄膜覆模造型并密封砂箱,依靠真空泵抽出型内空气,造成型内箱外压力差,使干砂紧实,形成所需型腔。其比较大优势是型砂不使用粘结剂,干砂回用率高达95%以上,不仅节能环保、落砂简便、改善劳动条件,而且铸件表面品质和尺寸精度**提高。V法铸造是日本长野县工业试验所和秋田株式会社于1971年的发明专利。V法铸造至今经过了38年的发展,同消失模铸造一样,作为第3代造型方法即物理硬化方法,在世界上尤其是在中国获得了长足的发展。除尘滤气罐采用介质分离,抽吸进来的气体与水混合。优良V法铸造优点
目前,大部分厂家已经采用顶杆起模机(见图6),甚至自动化程度更高的机械手完成起模动作(见图7)。相比之前的行车起模和简单的千斤顶起模方式来说,起模的安全性和稳定性已经有了很大进步。但是,在越来越多精密铸件成形的过程中,逐渐发现部分起模顶杆或者机械手的精度和强度问题。主要反映在起模顶杆导柱导套所用材质的质量和数量不够达标,或者不经过应有的热处理工艺,造型起模顶杆强度和刚性不足。再加上加工或安装精度不够,造成起模过程中顶杆的挠曲变形和起模不稳,致使铸型部分位置擦伤破损,影响铸型完整性,造成铸件粘砂,甚至塌箱等缺点。浙江优良V法铸造设备铸件质量好,尺寸精度高,轮廓清晰不易产生气孔等缺点,可与精密铸件媲美。
对于浇注系统的设计,不少文献和资料均有详尽解说,在此不再赘述,*就注意事项简要说明。
浇注系统尽量采用半开半闭方案,这种扼流型浇注系统可以有效避免高紊流状态发生,可以降低金属液在充型腔过程中的流动速度和对型壁、坭芯的冲击,减少铸造缺点。
尽量采用陶瓷材料成型浇注系统,避免钢水长时间冲刷浇道而造成由于夹砂、夹涂料产生的铸造缺点。
尽可能采用中间浇注方式,这样可以减少因底注造成对上型壁长时间烘烤造成塌型、上型凹陷、薄膜和涂料产生的气孔等,亦可减弱顶注产生对下型壁和坭芯的冲击、紊流和裹气等缺点。
合理布置冒口,尤其是明冒口布置,一般应布置在浇口附近和远离浇口的铸件末端,便于透气和排气,易于铸件成型和减少气孔。
关于V法铸造工艺优势的讨论国外典型耐磨铸件生产企业实践证明V法铸造工艺在耐磨铸件的生产上是成功的,也是有优势的。具体优势如下:
1产品质量方面
V法铸造铸件表面质量好,光洁度高;产品尺寸精度高,尤其是中大型铸件批量化生产条件下的尺寸稳定性更具优势;产品轮廓清晰,可实现少无拔模斜度;钢水流动性好,可实现低温度浇注,作为提高铸件晶粒度等级,提高耐磨性的潜在手段之一;
2生产管理方面
V法铸造工艺的成本更低,单位铸件重量能耗和辅材消耗低,劳动强度低;采用干砂造型无需混砂等过程,设备投资少,砂处理简单,旧砂回用率较高,不存在废砂废水等污染情况;模具磨损小,寿命高;高自动化程度生产线生产效率高,人均产量高; 合理的铸造工艺方案是保证覆膜成型和铸件质量的一个重要因素。
重视设备的定向研发
长期以来,国内V法铸造生产线布局设计及关键技术的水平不高,砂箱等关键工装设备结构单一,难以满足多种类产品的工艺生产要求。因此有必要在摸清楚V法铸造耐磨铸件工艺生产特点的基础上,为实现工艺要求对设备进行相应的研发设计,配套不同类型的生产线形式以满足不同企业的需求。以砂箱为例,砂箱结构设计作为V法铸造生产线的**内容,是保障产品质量的****装备。在以往的生产经验中,因为砂箱结构问题引起的生产问题层出不穷。对于V法铸造生产耐磨铸件,砂箱尺寸往往庞大;如何实现多品种铸件的生产,在保障砂箱通用性的基础上尽可能满足冒口等工艺布置的要求,同时还便于生产组织管理和砂箱自身维护,都是砂箱设计需要重点关注的部分。除此之外,真空系统的使用和控制,生产线布局形式的设计及生产节奏的安排都将是耐磨件V法铸造生产所用装备重点研究的部分。 但浇注时负压度的变化大,浇注瞬间,负压度下降快,浇注完毕后铸型能恢复并保持较高的负压度。常州实型V法铸造原理
铸型负压度的控制。铸型负压度的控制包括真空度和抽气速度控制,造型﹑浇注和冷却期间。优良V法铸造优点
V法铸造在国外的发展
据1991年日本V法铸造分会统计,日本从事V法铸造的企业达149家,欧洲V法铸造企业达40家,北美共有31家。据1995年Modern Casting统计,日本有180家V法企业,美国有10家,欧洲有85家。可见20世纪90年代,V法铸造因其固体废弃物**少,符合节能减排的要求,在发达国家受到青睐并获得迅猛发展。进入21世纪后,虽然V法铸造在发达国家出现萎缩,但V法技术在新兴国家得到长足发展。
V法铸造设备大型化和小型化并进
目前世界比较大的V法铸造设备公司是德国Heinrich Wagner公司与日本Sinto(新东)公司组建的Heinrich Wagner-Sinto,简称HWS(豪斯)公司。2004年分别在俄罗斯和乌克兰建成4工位转盘式大型V法铸造线,每小时生产20型,砂箱尺寸为3 000 mm X1 800 mmX 500 mm/500 mm,每条造型线年产10万t铁路车辆的关键铸钢部件摇枕和侧架。
优良V法铸造优点
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