V法與消失模鑄造共用干砂及砂處理設(shè)備的分析和探討

　　張建滿(mǎn)1 謝沛文2 張海江3 陳宜秀4

　　(1.華中科技大學(xué) 2.煙臺(tái)四方鑄造設(shè)備有限公司

　　3.鄭州玉升鑄造有限公司 4.福州益強(qiáng)鑄造材料有限公司)

　　摘要：本文對(duì)原有關(guān)于V法鑄造和消失模鑄造用砂的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了重新解讀，并對(duì)砂子粒度及其方面的認(rèn)識(shí)做了適當(dāng)修正。在此基礎(chǔ)上，從鑄造工藝和設(shè)備兩個(gè)方面說(shuō)明了V法鑄造和消失模鑄造共用干砂及其砂處理設(shè)備的可行性以及將會(huì)面臨的問(wèn)題。然后在以上分析的基礎(chǔ)上，給出了V法鑄造和消失模鑄造共用干砂及砂處理設(shè)備的幾種方案。并對(duì)每種方案的適用性和可操作性作以簡(jiǎn)要分析。

　　關(guān)鍵詞：V法，消失模，共用干砂

　　Abstract：this paper makes appropriate correction on the original understanding about sand’s characteristic like size etc. on this basis, from two aspects of casting process and equipment shows V method casting or lost foam casting share the feasibility of dry sand and sand processing equipment and will face the problem ,and then on the basis of the above analysis, we give several schemes where common dry sand and sand processing equipment are shared by V method casting and LFC ,and the brief analysis of the applicability and operability

　　Key words: V-process,lost form casting(LFC),sharing dry sand;

　　隨著V法鑄造和消失模鑄造技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用，越來(lái)越多的企業(yè)和技術(shù)人員意識(shí)到V法鑄造和消失模鑄造具有共同特點(diǎn)：都使用干砂充填，振動(dòng)緊實(shí)、塑料密封砂箱，真空抽氣固定鑄型以及負(fù)壓澆注。因此V法和消失模鑄造擁有大同小異的鑄造設(shè)備?？刹豢梢詫法鑄造和消失模鑄造工藝統(tǒng)一起來(lái)，同時(shí)采用甚至就放在一個(gè)車(chē)間進(jìn)行。這樣就可以共用砂處理設(shè)備，甚至包括砂箱，震實(shí)臺(tái)，砂斗等設(shè)備，成為大家比較關(guān)心的話(huà)題。但是，目前對(duì)V法鑄造和消失模鑄造在用砂方面的認(rèn)識(shí)，尤其在粒度粗細(xì)，篩號(hào)分布方面，存在一定的差異。使得鑄造企業(yè)不得不將這兩項(xiàng)鑄造工藝分配在不同的車(chē)間進(jìn)行，以免各自用砂之間的干擾，對(duì)這兩項(xiàng)鑄造工藝也配套各自的砂處理設(shè)備。

　　1. V法鑄造和消失模鑄造的比較

　　V法鑄造和消失模鑄造的比較

　　2. V法與消失模用砂現(xiàn)狀及認(rèn)識(shí)

　　2.1 國(guó)內(nèi)V法造型用砂現(xiàn)狀

　　目前國(guó)內(nèi)采用V法鑄造技術(shù)生產(chǎn)鑄件的企業(yè)有450家左右，鑄件材質(zhì)涉及鑄鐵 ，鑄鋼及有色合金，甚至非金屬耐火材料行業(yè)。由于V法鑄造本身工藝技術(shù)特點(diǎn)的制約以及V法鑄造技術(shù)的研究和推廣不夠，目前采用V法鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件類(lèi)型相對(duì)不太廣泛，還是一些比較簡(jiǎn)單的中大型鑄件，工藝也比較單一，這就使得整個(gè)V法鑄造行業(yè)對(duì)砂的使用多樣性不強(qiáng)。大部分生產(chǎn)鑄鐵，普通鑄鋼以及有色合金的企業(yè)，都以硅砂為主，而且往往都是就地取材。只有一些生產(chǎn)高錳鋼件的企業(yè)使用橄欖石砂或者寶珠砂，甚至為了節(jié)省成本，只用橄欖石砂和寶珠砂做面砂使用，也有個(gè)別企業(yè)使用鎂砂?？紤]到薄膜和涂料的使用，以及真空的作用，目前V法用砂的目數(shù)則主要集中在50~140目之間。國(guó)內(nèi)典型V法企業(yè)用砂情況如下表1所示：

　　表1 國(guó)內(nèi)典型V法企業(yè)用砂概況

　　在傳統(tǒng)鑄造用砂要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合V法鑄造采用干砂成型，且整個(gè)工藝流程中伴隨著真空抽負(fù)壓的過(guò)程，以及絕大部分鑄件強(qiáng)調(diào)涂料的使用，目前行業(yè)內(nèi)及高校科研機(jī)構(gòu)包括國(guó)外V法技術(shù)的研究進(jìn)展，形成了如下V法造型用砂規(guī)范[8][9]。

　　(1)跟傳統(tǒng)鑄造一樣，硅砂可以滿(mǎn)足大部分鑄件的V法鑄造用原砂要求，鑄鋼件要求SiO2含量不低于95%，鑄鐵件不低于90%，有色合金則不低于85%。在保證耐火度的前提下，并不提倡SiO2含量很高。因?yàn)镾iO2含量越高，因相變引起的突然膨脹越強(qiáng)，容易夾砂且影響鑄件精度。對(duì)于高錳鋼鑄件，則需要使用特種砂如橄欖石砂，鎂砂，寶珠砂等以防止鑄件產(chǎn)生化學(xué)粘砂。甚至為了保證鑄件有較快的散熱速度以保證結(jié)晶質(zhì)量，一些企業(yè)也不惜使用比較昂貴的鉻鐵礦砂。

　　(2)雖然V法使用的是干砂，但是為了不影響到原砂的耐火度，必須控制原砂的含泥量在0.5%以?xún)?nèi)。同時(shí)，為了不至于澆注過(guò)程中砂型產(chǎn)生過(guò)多的氣體造成鑄件形成氣孔缺陷，也需要控制干砂的含水量在0.3%以?xún)?nèi)。

　　(3)為了保證加砂震實(shí)后砂子達(dá)到最大緊實(shí)度以充分保證將來(lái)鑄型強(qiáng)度，砂子應(yīng)該具有很好的流動(dòng)性。因此最好是圓形或者次棱角形的砂子，角形系數(shù)不大于1.45，最好在1.1～1.3之間。因?yàn)檫^(guò)分圓整的砂粒在一起時(shí)會(huì)有較大空隙，而且砂粒之間是點(diǎn)接觸，摩擦力不夠而很容易滑動(dòng)造成塌型，而尖角形的砂子流動(dòng)性比較差，通常也含有較大的內(nèi)應(yīng)力，容易粉化。所以最好使用次棱角形的顆粒;(4)V法鑄造伴隨著抽真空的作用，不存在透氣性不好的問(wèn)題，通常強(qiáng)調(diào)使用比傳統(tǒng)鑄造細(xì)的多的砂子。鑄鐵用砂的AFS粒度應(yīng)該在100左右，一些小件可超過(guò)100;也就是可使用70/140目的砂子，或者100/200。對(duì)有色合金可采用更細(xì)砂子，甚至可用底盤(pán)砂做面砂，這樣可防止金屬液滲透，充分保證鑄件的表面質(zhì)量 。對(duì)于鑄鋼件，考慮到耐火度的要求，砂子粒度相比生產(chǎn)鑄鐵件而言稍微粗一些，使用50/100目居多。

　　(5)干砂在造型使用以及循環(huán)過(guò)程中難免有破碎和粉化，這在普通鑄造中常會(huì)惡化型砂的性能，降低透氣性，并需要消耗更多的粘結(jié)劑。但是對(duì)于V法鑄造這并不會(huì)帶了壞的影響，一方面不存在透氣性的危害，另一方面混在干砂中一定程度上可以更好的防止?jié)B透現(xiàn)象的發(fā)生。所以好多企業(yè)在砂處理過(guò)程中通過(guò)除塵設(shè)備收集的硅塵，完全投入砂庫(kù)繼續(xù)使用。在國(guó)外，對(duì)于V法用干砂，強(qiáng)調(diào)最好砂粒分布在70，100，140或者200的三個(gè)或者四個(gè)篩號(hào)上，而且有3%—7%細(xì)砂是270目或底盤(pán)砂，認(rèn)為細(xì)砂粒能阻止金屬液滲透，當(dāng)然這與V法起初鑄鐵件生產(chǎn)的大背景有關(guān)。

　　(6)如果鑄型不使用涂料的話(huà)，砂子相對(duì)細(xì)些;使用涂料的話(huà)可以相對(duì)粗些;另外，即便是同一種材質(zhì)，砂子的粗細(xì)與澆注溫度成反比，也就是說(shuō)，澆注溫度越高，砂子越粗糙。

　　2.2 國(guó)內(nèi)消失模造型用砂現(xiàn)狀

　　國(guó)內(nèi)目前已有超過(guò)1000家企業(yè)在采用消失模鑄造技術(shù)生產(chǎn)鑄件，鑄件材質(zhì)類(lèi)型也比較廣泛，除了一些對(duì)增碳比較敏感的材質(zhì)如不銹鋼等受到制約外，鑄件的多樣性和工藝的多樣性相對(duì)較強(qiáng)。使用的砂子種類(lèi)也比較多。不過(guò)仍以硅砂為主體，另外，寶珠砂在近幾年得到廣泛應(yīng)用，并且使用效果較好，得到了廣大消失模鑄件生產(chǎn)企業(yè)的認(rèn)可。由于泡沫摸樣表面涂料層厚度通常在1mm以上，再加上泡沫摸樣的熱解產(chǎn)物需要及時(shí)排出，因此消失模鑄造用砂普遍較粗，主要在20~50目之間。國(guó)內(nèi)典型消失模企業(yè)的用砂情況如表2所示：

　　表2 國(guó)內(nèi)典型消失模企業(yè)用砂概況

　　消失模鑄造同V法鑄造一樣，同樣使用干砂。因此也同樣具有使用干砂的一些優(yōu)勢(shì)。但是消失模鑄造干砂中埋有泡沫模樣，而且通常模樣表面刷有較厚的涂料，另外適合做一些比較復(fù)雜的中小件，長(zhǎng)期以來(lái)逐漸形成了如下用砂規(guī)范[11][12][13]。

　　(1)對(duì)于原砂種類(lèi)的選擇，同傳統(tǒng)鑄造和V法鑄造一樣，主要考慮鑄造材質(zhì)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。大部分仍然選擇硅砂。只是根據(jù)鑄造材質(zhì)澆注溫度的不同選擇SiO2含量。

　　(2)為了保證原砂有足夠的流動(dòng)性來(lái)填充泡沫模樣的復(fù)雜深腔部位，再加上較厚的涂料層具有一定的機(jī)械強(qiáng)度來(lái)防止塌箱，因此消失模鑄造要求原砂的圓整性要足夠好。寶珠砂由于比較圓整，流動(dòng)性，填充性好，而且呈中性且耐火度很高，因此也比較適合消失模鑄造。

　　(3)消失模鑄造澆注期間將伴隨著泡沫模樣的裂解和燃燒，產(chǎn)生大量的氣體或液態(tài)熱解產(chǎn)物。因此砂子必須具有足夠的透氣性以防阻礙殘留物的溢出。這一方面需要砂子粒度較粗，另一方面，原砂的粒度分布應(yīng)該較為集中。目前，消失模廣泛使用20～50目的砂子，而且單篩砂更受歡迎。另外，砂子的含泥量過(guò)大或者混入大量的粉塵都會(huì)降低型砂的透氣性，因此要控制原砂的含泥量在1%以下，并且在干砂循環(huán)處理中要注意除塵工作。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，20～50目的原砂如果粉塵控制合適，透氣性不存在問(wèn)題。實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)，砂子粉塵過(guò)多時(shí)，造型過(guò)程中很容易產(chǎn)生型砂偏析，造成型砂體系局部粉塵過(guò)多，從而使得整個(gè)鑄型透氣性不均勻，強(qiáng)度也會(huì)有所差異。

　　(4)灼燒堿量在V法鑄造中并不作為砂子的檢測(cè)指標(biāo)，因?yàn)楹苌儆惺裁礆埩粑锢塾?jì)在砂子的表面。但是消失模不一樣，大量的液態(tài)熱解產(chǎn)物滲入型砂中累積在干砂的表面，當(dāng)灼燒堿量超過(guò)0.25%～0.5%就會(huì)降低型砂的流動(dòng)性，進(jìn)而影響到型砂的緊實(shí)度

　　(5)干砂中的水分會(huì)帶來(lái)諸如氣孔等許多鑄造缺陷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在澆注期間引起型腔氣壓波動(dòng)造成塌箱。因此需要嚴(yán)格控制型砂含水量在1%以下。

　　3. V法與消失模共用型砂的可行性分析

　　不難看出，目前針對(duì)V法鑄造和消失模鑄造用砂的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用的主要區(qū)別在于以下兩個(gè)方面。

　　(1)消失模鑄造所用的砂子相對(duì)較粗，目數(shù)集中在20~50目之間;而V法則更傾向于用比較細(xì)的砂子，并且以70~200目之間認(rèn)為較好且用的較多。

　　(2)從目數(shù)集中度而言，消失模傾向于篩號(hào)越少越好。甚至現(xiàn)在有一部分企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用單篩砂，尤其是使用寶珠砂的企業(yè)。而V法鑄造則對(duì)篩號(hào)的多少無(wú)明確要求。甚至認(rèn)為篩號(hào)范圍越寬，越有利于鑄件表面質(zhì)量。

　　對(duì)于消失模鑄造用砂的要求和認(rèn)識(shí)，目前似乎已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，如上文所述。并且根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這種認(rèn)識(shí)在生產(chǎn)中并沒(méi)有遇到尖銳的挑戰(zhàn)和矛盾。而關(guān)于V法鑄造用砂，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況還是比較混亂。甚至與我們上述提及的已有認(rèn)識(shí)大相徑庭，而出現(xiàn)問(wèn)題的地方正是砂子目數(shù)與篩號(hào)分布。因此，有必要重新對(duì)上述關(guān)于V法用砂的認(rèn)識(shí)展開(kāi)討論。

　　砂子目數(shù)的認(rèn)識(shí)，在V法鑄造中最為混亂。真空的存在一方面降低了對(duì)砂子目數(shù)集中度的要求，另一方面也確實(shí)為細(xì)砂適合使用的觀點(diǎn)提供了充足的理由。再加上國(guó)外的一些資料中強(qiáng)調(diào)的關(guān)于細(xì)砂的使用，致使目前甚至有人認(rèn)為砂子粗細(xì)，以及如何級(jí)配對(duì)于V法都已經(jīng)不重要了。在此強(qiáng)調(diào)一下，日本人的那句話(huà)：如果鑄造過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，就檢查一下細(xì)砂的含量。這句話(huà)誤導(dǎo)了好一部分人。它的前提一方面是砂子SiO2含量足夠，另一方面在造型過(guò)程中不會(huì)發(fā)生偏析，追求的是粗砂與細(xì)砂的完美配合，主要目的是防止金屬液的滲透。而絕大多數(shù)人都以為砂子的目數(shù)及其分布在V法鑄造中已經(jīng)無(wú)關(guān)重要了，這是片面的看法。

　　砂子過(guò)細(xì)，容易粉化，相對(duì)也更容易燒結(jié)，另外在砂循環(huán)過(guò)程中很容易揚(yáng)塵，這會(huì)加重砂處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。而且目前國(guó)內(nèi)好有一部分V法鑄造企業(yè)不具備砂處理系統(tǒng)，或者砂處理系統(tǒng)不具備除塵設(shè)施，那么使用細(xì)砂造成的揚(yáng)塵將會(huì)對(duì)整個(gè)車(chē)間帶來(lái)很大的粉塵污染，嚴(yán)重危害工人身體健康?？紤]到上述因素，砂子還是不應(yīng)該過(guò)細(xì)，畢竟有涂料層的存在保證鑄件表面質(zhì)量以及防止金屬液的滲透。因此，從這個(gè)角度分析，V法鑄造砂子粗一點(diǎn)，不見(jiàn)得會(huì)有多少惡劣的影響。

砂子的多篩性一定程度上提高砂子的緊實(shí)度，因此有必要結(jié)合國(guó)外用砂的情況以及國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)踐來(lái)進(jìn)一步摸索V法用砂究竟用幾篩砂以及如何級(jí)配才能達(dá)到最佳的緊實(shí)度和效果。國(guó)外不少文獻(xiàn)中，將V法造型用砂稱(chēng)作是造型時(shí)的填充物。仔細(xì)分析一下，一方面，V法對(duì)涂料的強(qiáng)調(diào)使用確實(shí)已經(jīng)避免了砂子和金屬的直接接觸。砂子與金屬液之間僅僅存在熱作用，這種熱作用顯然涂料層是不能阻擋的。從這個(gè)概念上講，砂子對(duì)于鑄件的影響，已經(jīng)被涂料屏蔽了很大一部分。換句話(huà)說(shuō)，它只是作為一種填充物來(lái)支撐涂料層的完整存在以及強(qiáng)度。綜上而言，只要砂子能夠有足夠的耐火度不要燒結(jié)，并且能夠支撐涂料層不要開(kāi)裂，完全可以滿(mǎn)足要求。耐火度，取決于砂子自身，針對(duì)不同的鑄件選擇不同耐火度的砂子，這和傳統(tǒng)鑄造都一樣，不存在問(wèn)題。而這個(gè)起到涂料層支撐的問(wèn)題，和砂子目數(shù)就掛鉤了。砂子對(duì)涂料層的支撐都是點(diǎn)支撐。砂子過(guò)粗，這種點(diǎn)與點(diǎn)之間距離過(guò)大，涂層一受力，很容易裂。那個(gè)這個(gè)臨界距離是多大呢?實(shí)際上就是涂層的厚度。涂料層與砂子的關(guān)系如圖1所示。圖1

只有砂子間隙大于涂層厚度時(shí)，才有可能引起涂層開(kāi)裂，這是常識(shí)性的認(rèn)識(shí)。而我們V法涂層的厚度通常在0.5～1mm，而50~200目的砂子震實(shí)后的間隙遠(yuǎn)不到0.5mm。再加上外界金屬液對(duì)它也是均勻的外力作用，因此，從這個(gè)角度分析，現(xiàn)在鑄造用砂目數(shù)大小對(duì)涂料層的支撐作用不存在問(wèn)題。這也在一定程度上為V法使用比原來(lái)稍微粗一點(diǎn)的砂子提供了依據(jù)。山東某浴盆生產(chǎn)企業(yè)采用當(dāng)?shù)?2/30目的硅砂生產(chǎn)鑄鐵浴盆，如此粗的砂子

　　同樣做出了比較好的鑄件，正是證明了這一點(diǎn)并顛覆了V法鑄造須用細(xì)砂的觀點(diǎn)。

　　由上述分析可知，V法鑄造和消失模鑄造用砂長(zhǎng)期以來(lái)存在的砂子目數(shù)粗細(xì)，以及篩號(hào)分布方面的差異并不是不可逾越的。而且原先的認(rèn)識(shí)與現(xiàn)在生產(chǎn)實(shí)踐客觀存在的一些差異和矛盾也進(jìn)一步說(shuō)明，這兩種鑄造工藝在認(rèn)識(shí)上存在的差異在實(shí)踐中并不是那么明顯。另外，消失模鑄造用砂在粒度方面細(xì)一些，由原來(lái)的20~50目，細(xì)到70目，而V法鑄造用砂粗一些，由原來(lái)的70~200目，粗到50目，甚至40目，砂子粒度方面的統(tǒng)一將不再是難題。而現(xiàn)在很有一部分企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)中驗(yàn)證了這一點(diǎn)。至于篩號(hào)分布上的差異，在實(shí)踐中幾乎沒(méi)有表現(xiàn)。無(wú)論消失模企業(yè)，還是V法鑄造企業(yè)，大部分都使用三篩砂，而且生產(chǎn)狀況也較為良好，尚且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)砂子粗細(xì)搭配不當(dāng)帶來(lái)的過(guò)大生產(chǎn)問(wèn)題。

　　4. 目前V法鑄造和消失模鑄造共用干砂成功案例

　　形式一：同樣的砂子，共用砂處理線(xiàn)和造型線(xiàn)

　　2010年五月，鄭州玉升鑄造有限公司自制簡(jiǎn)易生產(chǎn)線(xiàn)。并在該線(xiàn)上同時(shí)生產(chǎn)消失模和V 法鑄件。鑄件類(lèi)型如下表3所示：

　　表3 鄭州玉升鑄造有限公司產(chǎn)品類(lèi)型

　　更值得一提的是，無(wú)論是消失模鑄件，還是V法鑄件，這條簡(jiǎn)易生產(chǎn)線(xiàn)都使用40/70目寶珠砂，通過(guò)同一條簡(jiǎn)單的自制砂處理線(xiàn)進(jìn)行砂處理。

　　圖2 鄭州玉升鑄造有限公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

　　圖3 V法鑄造產(chǎn)品

圖4 消失模鑄造產(chǎn)品

　　目前，該線(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。而且使用的寶珠砂粉化，揚(yáng)塵都比較少，車(chē)間環(huán)境較好。在此基礎(chǔ)上，公司正在對(duì)此線(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步的改造，以提高生產(chǎn)量。

　　形式二：同樣的砂子，共用砂處理線(xiàn)，不同的造型線(xiàn)

　　煙臺(tái)四方鑄造設(shè)備工程有限公司在自身從事消失模鑄造生產(chǎn)和V法鑄造實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上，投產(chǎn)建設(shè)V法鑄造和消失模鑄造混合生產(chǎn)線(xiàn)。共用50/70目硅砂，和砂處理線(xiàn)。消失模和V法各兩工位穿梭式造型線(xiàn)。如圖5,6所示。該公司擬定在該線(xiàn)生產(chǎn)的產(chǎn)品如表4所示

　　表4 煙臺(tái)四方鑄造機(jī)械工程設(shè)備有限公司生產(chǎn)線(xiàn)擬定產(chǎn)品類(lèi)型

　　圖5 V法造型線(xiàn)

圖6 消失模造型線(xiàn)

　　以上兩種共用砂的方案，砂子種類(lèi)的選擇沒(méi)有尖銳的矛盾，因此，二者的統(tǒng)一就僅僅局限在了粒度及其分布上。但是，假如消失模和V法兩種工藝各自面對(duì)的材質(zhì)不一致呢，比如一個(gè)是鑄鐵，一個(gè)是鑄鋼，甚至是一些特殊的材質(zhì)如高錳鋼，又該如何統(tǒng)一呢?顯然，材質(zhì)不一樣，對(duì)砂子種類(lèi)，主組分含量，粒度等要求均不一樣。當(dāng)然，可以按照要求最高的材質(zhì)來(lái)配備砂子，這樣就不至于購(gòu)置兩種或者兩種以上的砂子。這種思路砂子通用性強(qiáng)，管理，使用等方面都比較方便。而且不會(huì)給砂處理設(shè)備添加別的麻煩。

　　有人提出，能不能實(shí)現(xiàn)不同的砂子，同一條砂處理設(shè)備?此種方案目前尚未收集到企業(yè)已經(jīng)采用的信息。分析認(rèn)為主要存在以下方面的問(wèn)題。

　　(1)不同的砂子，使用同一條砂處理線(xiàn)，只能分階段進(jìn)行砂處理，以免砂子混合。這無(wú)疑增加額外的工作量，使用不太方便。

　　(2)不同的砂子，物性參數(shù)不一樣。比重，目數(shù)，這將直接關(guān)系到砂處理系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備如沸騰冷卻床的配置參數(shù)。尤其像風(fēng)量大小，鼓風(fēng)壓力大小，都以砂子比重作為重要依據(jù)。一旦配置不合理，要么砂子在冷卻床中難以運(yùn)行，要么形成很紊亂的沸騰狀態(tài)，加重設(shè)備的除塵負(fù)擔(dān)并加劇其磨損。不同種類(lèi)的砂子，比重差距還是相當(dāng)明顯的。

　　(3)不同種類(lèi)的砂子，在管理，使用等方面也不太方便。

　　當(dāng)然，砂處理設(shè)備的形式多種多樣，并不見(jiàn)得這種方案在所有的砂處理設(shè)備中都受到制約。另外，不少企業(yè)為了社節(jié)省成本，對(duì)于有些對(duì)砂子要求較高的鑄造材質(zhì)，如合金鋼，高錳鋼等，并不使用單一的砂子，而是背砂使用普通的硅砂，而面砂使用鋯砂，鎂砂，橄欖石砂等。也不采取一定的分離措施，即便每次使用后都混在硅砂中不去分離，但是綜合成本還是比較低的，而且是在盡可能保證鑄件質(zhì)量的前提下。這樣一來(lái)，就避開(kāi)了鑄造材質(zhì)對(duì)砂子種類(lèi)的制約。

　　5. V法鑄造和消失模鑄造共用干砂的可行性與實(shí)踐性總結(jié)

　　通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段V法鑄造和消失模鑄造用砂認(rèn)識(shí)的重新解讀，結(jié)合國(guó)內(nèi)鑄造企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的具體情況，可以看出存在于V法鑄造和消失模鑄造用砂在粒度及其分布方面的差異并不是絕對(duì)明顯而且不可逾越的。而從目前成功實(shí)踐的企業(yè)來(lái)看，這條路也是行得通的。

　　(1)在對(duì)V法鑄造和消失模鑄造涂料層作用充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)砂子與金屬液作用的直接性比起傳統(tǒng)鑄造變得有點(diǎn)弱了。傳統(tǒng)鑄造的涂料層厚度不到0.5mm，幾乎只是填補(bǔ)了鑄型表面砂粒之間的間隙。砂子還是和金屬液直接接觸并發(fā)生一系列冶金，化學(xué)及其熱作用。而消失模和V法涂料層則很大程度上控制著鑄件的表面質(zhì)量，并承載著絕大部分和金屬液之間的熱化學(xué)作用。

　　(2)這兩種工藝在澆注過(guò)程中發(fā)氣量對(duì)砂子透氣性要求的不同，也可以通過(guò)真空度的控制來(lái)調(diào)節(jié)，并不一定非要通過(guò)控制砂子粒度及其分度來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些因素都為二者用砂的統(tǒng)一提供了便利和可能。

　　(3)鄭州玉升鑄造有限公司在耐磨鑄件生產(chǎn)中的成功實(shí)踐，為這一課題提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和值得思考的地方。同時(shí)也為在其他企業(yè)采取這一方案提供了信心和借鑒之處。更重要的是，開(kāi)啟了對(duì)這兩種工藝用砂的重新認(rèn)識(shí)。另外，也不再將砂子作為一個(gè)獨(dú)立的體系來(lái)認(rèn)識(shí)，而是充分關(guān)注了砂子與涂料，真空系統(tǒng)等方面的作用。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 葉升平，孫之郕.消失模鑄造與V法鑄造[M].武漢：華中科技大學(xué)材料成型與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2010.

　　[2] 石德全.造型材料[M].北京：北京化學(xué)出版社，2009.

　　[3] 李遠(yuǎn)才.鑄造造型材料實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

　　[4] 鑄造用硅砂[S].GB/T 9442-2010,2011-02-01.

　　[5] 謝方文.鑄造用砂的選擇及砂資源的再利用[J].現(xiàn)代鑄鐵，2008/3.

　　[6] 胡彭生.型砂[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983.

　　[7] 張廣賀.鎂橄欖石砂在堿性鋼鑄造應(yīng)用中前景遠(yuǎn)大[J].未來(lái)鑄造，2010/5.

　　[8] 葉升平，劉德漢.國(guó)外V法鑄造資料匯編[M].武漢：華中科技大學(xué)材料成型與模具國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2008.

　　[9] 曹文龍，毛乾鑫. 真空密封造型[M].鐵道出版社,1980.

　　[10]V-process technical know how book.

　　[11]黃乃瑜, 葉升平, 樊自田. 消失模鑄造原理及質(zhì)量控制. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社，2004.

　　[12]劉玉滿(mǎn)，劉翔.消失?？諝よT造·振動(dòng)澆注及生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)百例新解.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.