V法铸造技术

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1、V法铸造技术一什么是v法铸造?一 FIGURE 1.2 V-PROCESS FtLM HEATER图1.2 V法工艺薄膜加热 2 黑當 duoMdA XulHn匚S5H WHS 3ffiMHdlEd No 弟马丄黑出ulxd FLuirw 匸1 WHS A EI sMWBM硼徂WH坦 AwHfigure 1.8 V-PROCESS COMPLETE MOLD图1.8 V法工艺合箱、浇注图1.9 V法工艺铸件落砂1 V法铸造原理。V 法铸造，也称真空密封造型法或负压造型法，取真空英文字Vacuum，的字头，而简称V法。这种工艺采用不含任何粘结剂的 干砂造型，利用塑料薄膜和真空砂箱密封，依靠真空泵

2、形成铸型内外 的压力差，使干砂紧实成型，并在负压条件下浇注，待液态金属凝固 后，除去真空，砂型溃散，取出铸件。 V 法铸造和消失模铸造都是继 机械成型和化学成型之后的第三代物理成型方法。2 V 法铸造工艺过程见图 1.1图 1.9，九个步骤：1）准备模具。模具上有透气孔与型板抽气室相连。2）薄膜加热。将EVA塑料薄膜放置在烤膜器下加热到软化状态。3）覆面膜、喷涂料。是关键工序，通过模具上的透气孔将负压作用 于软化的塑料薄膜，使之与模具紧密贴覆；在塑模外喷涂料并烘干。4）放置砂箱。将负压砂箱放置在模具上。5）加砂振实。加干砂充满砂箱，通过振实台使干砂获得最大密度。6）覆背膜。上型将浇口盆与上型直

3、浇道相连，冒口和排气孔要与大 气相通；下型只需将砂子刮平覆背膜。7）砂箱抽真空、起模。造成砂型内外压差，使干砂得到紧实，同时 释放模具抽气室的真空，并通入压缩空气反吹，将砂型与模具分开。8）合箱。将上型与下型合箱，准备浇注。9）浇注、落砂。浇注时砂型继续抽真空。铸件冷却定形后，除去真 空，砂型溃散，取出铸件。3 造型材料1）型砂。石英砂，SiO2含量98%以上，粒度70-150目。2）塑料薄膜。薄膜必须没有气泡滴和针孔等缺陷，Q薄膜必须有很好的延伸性。Q.成型后的薄膜不再保留弹性。Q.薄膜不应与模型粘住。.一般常用乙烯醋酸乙烯共聚体薄膜（EVA）,厚度0.1-0.2。3）涂料。根据铸件的材质、

4、外形、壁厚等选用，需具有以下性能：Q .具有适合雾状喷涂的流动性和触变性，能牢固粘附在塑料薄膜上形成致密涂层，快速干燥，发气量较小；Q.涂料层具备高耐火性能，对金属液有低润湿性，有良好的抗机械 渗透粘砂的能力，可替代已熔化或汽化的薄膜，保持铸型完整性； Q.涂料含固量高，浇注后涂料形成烧结剥离层。4 工艺装备。1）真空系统。口诀：V法铸造没有巧，全凭负压玩得好。 真空泵有湿式和干式两种。湿式真空泵又称水环式真空泵，固定安 装；干式泵装在天车上，供铸型转运时抽气用。V法铸造需要大流量 低负压：造型保压0.03MPa-0.04 MPa，浇注保压0.04 MPa- 0.05MPa， 浇注后立即降为0

5、.02MPa，10-15分钟后解去负压。 稳压罐。稳定真空系统的压力，缓冲压力波动对造型浇注的影响。 除尘罐。防止从砂箱内抽吸的细砂或粉尘进入泵内，磨损零件。 真空管道、控制阀门及负压计。2）造型设备 砂箱。有侧面抽气、侧顶面抽气、管式抽气和软管抽气四种形式。 模型和型板。 三维振实台。 薄膜加热器。3）砂处理系统 其作用是落砂、降温、循环使用。5 V 法生产线的几种形式1）固定式单机造型机组。2）造型台车移动式。3）一字型梭动式。4）转台式造型机组（2 工位、 4工位、 6工位、 8工位）6 V 法铸造的优缺点。A 优点：1）造型易起模，模具少无磨损，寿命长。2）铸件尺寸精度高，轮廓清晰，表

6、面光洁。3）V 法干砂保温效果和真空抽吸作用都能提高金属液的流动性，利于生产薄壁铸件。如南京东陶（TOTO）有限公司引进日本 新东铸造生产线，生产高档铸铁浴缸，最大尺寸为1829mmX 1067mmX 650mm,重量 180kg，壁厚 7mm。4）冒口体积减小。金属液利用率提高。5）投资较少，砂处理系统较为简单，运行能耗较低。6）铸件成本降低。7) V 法铸造环境友好。噪音较低；铸件抛丸清理量减少 50%以上； 浇注时，薄膜、涂料和树脂砂芯产生的烟气都被真空系统抽走， 过滤后排空，对大气污染少；固体废弃物少，干砂回用高达 95%，符合节能减排要求，被称为绿色铸造。B 缺点：1) 受薄膜延伸性

7、能的局限，不适宜生产外形复杂铸件。2) V 法制芯技术还不成熟。3) 真空系统始终要与砂型相连。4) 不适合生产小型铸件，生产效率难以提高；5) 铸钢易出现气孔和夹渣等铸造缺陷，低碳钢有较严重的增碳。二 V 法铸造的现状和发展1. 国外V 法造型工艺是日本长野县工业实验室和秋田株式会社 20 世纪60 年代末发明的。现在，世界上有十几个国家和地区约 300 条生产 线在使用，生产设备逐步向大型化发展。铸件材质有铸钢、铸铁和有 色金属，铸件壁厚 3340mm。2. 国内我国从1974年起进行试验和研究。目前，我国应用V法铸造工 艺的约有200 多个厂家，数百条生产线，生产铸件品种繁多，如浴盆、

8、配重、铁路叉道、水泵壳体、阀体、变速箱体、耐磨衬板、锅炉片等。 材质有铸铁、铸钢及有色金属等。经过多年经验证明，V法工艺与树脂砂和消失模工艺相比，在铸件形状允许的条件下，应优先考虑 V 法工艺。对结构复杂的铸件，可用V法加树脂砂或V法加消失模复合工艺。V法工艺前景看好。三 我厂 V 法工程概况1 车间概况我厂铸钢，源于1969年老厂0.5 吨电弧炉。 1982 年新厂建成投产， 铸工车间几经调整，仅保留铸钢，采用 CO2 硬化水玻璃砂造型水爆 清砂工艺，配有1.5吨电弧炉1 台、1 吨一拖二中频炉1 台。 2005 年 11 月，简易 10 吨/时呋喃树脂砂生产线建成试产。 2007 年 5

9、月，装 备公司规划我厂以刮板输送机为主导产品，铸钢以槽帮为主，此后铸 成 630 和 764 等槽帮。 2008 年 6 月至 9 月和 2011 年 9 月至 2012 年 3 月又进行两次技改工程，改进树脂砂生产线。截止目前，已铸造 1250 毫米以下的十几种槽帮和其它多种铸件。 2012 年铸钢件产量达到 2030 吨，钢水利用率提高到66.3%。但效率、成本和质量尚有一定差 距，有待改进。2 项目依据2011 年 3 月以后，组织人员去 19 个单位调研。看到 V 法铸造工艺 简单、质量较好、成本较低、比树脂砂至少降低 500 元/吨。因此， 要优先使用V法铸造工艺，力争过渡到以V法为

10、主，树脂砂为辅。3 技改原则1）尽量利用现有厂房和设备，合理布局，统一规划，分期实施。2）不影响现有树脂砂系统的正常生产，稳步过渡。4 技改方案1）砂处理系统。暂用原有树脂砂系统，根据发展情况再行改善。2）造型系统。采用两工位的简单配备，一期改建一工位。3）真空系统。采用2BE-303-55KW真空泵，地沟式管道布置。4）熔炼设备。启用中频炉，过渡为中频炉为主，电弧炉为辅。5）平面布置。详见【V法铸造平面图（4）】。准轨铁道以东，为V 法铸造场地。一期利用原有小树脂砂库改建一工位造型线，二期新建 二工位造型线。中跨造型，北侧安装真空泵。北跨合箱、浇注和落砂。6）设备联系。详见【V法铸造机械联系图】。5 工程进度2013 年初编制项目方案， 5 月选定设备制造厂， 6 月选定模型制造 厂， 7月进行土建工程， 8月设备安装， 9月调试生产764铲板槽帮。四 下步想法1 一期完工，生产764铲板，熟悉操作达到1小时造1型。2 进行二期工程，造型达到2-3箱/时的能力。3 优化工艺，改进操作，提高质量，降低成本。增加品种规格，逐 步扩大V法造型比重。4 熔炼设备，启用中频炉，逐步过渡到中频炉为主，燃煤退火炉改 为台车式电热炉。方便生产，改善环境，充分体现 V 法绿色铸造的 优越性。