目前,耐磨铸件普遍采用水玻璃砂,碱酚醛树脂砂铸造工艺,也有部分采用消失模铸造工艺。这些工艺灵活稳定,工艺成熟度较相对较高,能够实现稳定批量化生产,是耐磨铸件生产的传统工艺。但尤其是水玻璃砂、树脂砂工艺同时存在着劳动强度大,人均生产效率低的弊端,在环保问题日益严峻、劳动力成本越来越高的 ,传统工艺面临着较大的压力。
结合产业升级的趋势,国内部分企业探索V法铸造工艺生产耐磨铸件,产品类型以轧臼壁、破碎壁、齿板、锤头等中大型铸件为主,所生产的铸件具有表面质量好,尺寸精度高的优势,同时造型落砂等工序劳动强度低,具有相对比较好的环保优势。 铸型都必须保持一定的真空度以固定松散的干砂,确保铸型有足够的强度和刚度浇注时防止铸型坍塌和铸件变形。徐州先进V法铸造效果
耐磨铸造车间的建设是一个系统工程,除了生产设备本身外,车间布局物流设计,原辅材料的配套,热处理系统的配套,机加工设备的配套等都要作为系统的一部分考虑。以砂箱的周转为例,耐磨铸件由于保温冷却时间长,在一定程度上限制了砂箱的流转速度,企业订购大量砂箱不 增加了企业成本,而且造成管理使用上的困难。可通过采用建设冷却立体库,设计冷却托盘的方式加快砂箱流转,同时节约生产场地。标准化托盘的设计和制作,满足叉车运输条件,并不额外增加过多的劳动力,实现了工艺生产的要求,降低了设备投资成本,同时提高的系统运行效率。张家港先进V法铸造设备当负压度小于0.038MPa时,铸型易发生胀箱、变形及塌砂。
V法铸造工艺生产出的铸件质量好,表面光洁,轮廓清晰,金属利用率高,设备投资简单易行,硬度均匀,有效地延长了铸件的使用寿命,并能有效地改善工作环境,便于管理和组织生产,该设备深受用户好评。与传统砂铸工艺相比,V法铸造工艺具有不使用粘结剂的优势,V法铸造采用塑膜密封砂箱,靠真空抽气系统抽出型材内空气,铸型内外压差,使干砂致密,形成所需型腔,通过下芯、合箱、浇注抽真空使铸件凝固,解除负压,型砂随之溃散而获得铸件。
V法造型过程中,EVA薄膜与模具之间有一定的粘附力存在。再加上砂型的挤压作用,使得起模过程中薄膜与模具之间存在明显的摩擦。在提倡V法铸造工艺少无拔模斜度的要求下,无疑对起模机构的平稳性有较为严格的要求。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,甚至塌箱等缺陷。正确选择真空泵以及合理的真空系统是保证V法铸型稳定负压度的前提。
V法造型过程中,震动是获得高紧实度砂型的重要环节。V法铸型的硬度和强度,不 与我们常规理解中的砂箱的真空度有关系,震实效果也是很重要的一方面。在震实不够的情况下,有时候通过高的真空度,可以获得较高的铸型硬度,但这只是一种假象,砂型强度往往是不足的。在砂型抽真空,翻转,转运,合箱,浇注等过程中产生的波动又会造成铸型内砂子形位的重新排布进而引起铸型强度,结构尺寸等的变化。而这些变化反映到铸件上,则表现出铸件尺寸或者重量精度超差等质量问题。再生的旧砂成套设备应包括落砂,输送、分选、过筛及砂冷却系统。上海密封V法铸造原理
消除涂料、薄膜气化产物对铸型的强度与负压度影响。徐州先进V法铸造效果
只要整个铸型处在一个负压场下,各点的强度应该是一样的。实则不然。实践表明,同一个铸型,各点的强度是有差异的。如对于一个 有四壁抽气的砂箱来说,铸型的强度往往由砂箱四周向中心逐渐减弱的趋势,而砂箱轮廓越大,这种趋势越明显。微观上来讲,砂型强度是靠砂子之间以及砂子与砂箱直接的摩擦力建立的。砂箱四壁和箱带都对砂子有较强的摩擦力,也就加强了其附近砂型的强度。某厂在采用V法工艺生产球铁桥壳过程中,由于砂箱未加箱档或抽气管,尽管系统真空度较高,但是铸型强度及刚性不足,完全抵挡不住球墨铸 固过程中的石墨化膨胀,严重胀箱,造成铸件内部组织致密性不够,同时分型面产生极大的飞边,致使铸件报废。徐州先进V法铸造效果
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