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。V法铸造中多采用干式真空泵和水环真空泵,我国主要采用水环式真空泵。南京V法铸造工艺
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。江苏先进V法铸造金属液平稳充型,避免冲刷铸型或产生飞溅,一般采用底注半封闭式或开放式浇注系统。
这就是因为局部气体难以迅速逃逸造成局部砂型强度下降的结果。有人提出低负压大流量的说法,明确显示出负压很低但是整个生产过程非常安全。其实这就是砂箱结构布置合理的效果。抽气面积越大,抽气位置越均匀越合理,泄入气体排出越快,真空及铸型强度稳定性越好,塌箱危险性也越低;另有观点认为,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。
对于V法铸造工艺的设计,不是只完成单个铸件的工艺设计,应该是先完成单个铸件的浇冒口系统、砂芯设计、透气设计、冷铁等的设计,然后,根据工厂现有V法装备的实际和生产效率等进行模具的工艺布置设计,合理布置,重新进行浇注系统的优化设计。之后进行模型体和型板上的抽气塞设计(大小、位置、间距等设计),抽气塞的设计必须自行进行,不能交由模具设计和制作单位进行,抽气塞设计是否合理对后续生产中的覆膜效果影响很大,同时影响生产中抽气塞破损、堵塞后的更换。上述工作完成之后开始进行砂箱的设计工作,抽气布局要合理,尤其是浇口和冒口附近,由于薄膜气化和涂层受热严重,真空泄漏较多,应在该部位增大真空抽气量,保证该部位的负压满足实际需要。在进行砂箱设计时,不能只考虑真空度是否满足,砂箱的负压室容积必须保证足够的抽气量,否则,即便是真空度足够,抽气量不足同样造成铸型紧实率不足、砂型硬度不够,浇注过程中甚至会由此产生砂型垮塌。目前国内有十多个在建的铸造工业园区,均采用高炉—感应炉供应铁液,年产铸件达100多万吨。
V法铸造工艺不产生废弃物污染,采用合理有效的除尘手段即可收集铸造过程中产生的粉尘,排放量可严格达到国家环保要求。 然而,从国内大部分耐磨企业的生产情况来看,以上优势并没有完全在生产中发挥出来,这与我们对V法铸造工艺的认识欠缺,对基础研究的投入以及对设备辅材的配套研究不足有很大关系。V法铸造在国内发展的时间有限,局限于铸造设备企业的研发创新能力,V法铸造生产线形式单一,难以针对特殊铸件开发 装备,这也是V法铸造在国内耐磨件生产方面受到局限的问题之一。目前国内多数生产线仍然采用传统的布局形式,生产线效率低,控制水平差异导致生产过程不稳定,产品质量难以达到V法应有的质量水平,同时行业内又缺乏高水平的先进V法铸造生产线及相关装备企业。 V法铸造采用无粘接剂的干砂造型,一般要求干砂为次棱角形或圆形,粒度铸钢件较大。苏州真空V法铸造原理
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。南京V法铸造工艺
铸型强度不够或者不均匀,在有些具有大平面特点的铸件生产上,不能很好的减小或防止铸件在冷却过程中的变形。有时候常常为了落砂的简易性,对于下箱往往不加箱档,以利于铸件直接从砂箱脱出。这是不合理的。上下箱必须都设计抽气箱档,才能有效保障铸型强度的均匀性及上下铸型强度的对等性。图9、图10为某厂生产某种型号的铁路侧架铸件的上下箱结构图。另外值得一提的是,砂箱结构设计合理,对于同一套真空系统来讲,可能同时允许接入的砂箱数量就会增加,意味着真空系统的利用效率明显增强。南京V法铸造工艺
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