V法鑄造出口球墨鑄鐵管件

　　成都市鑄造行業(yè)協(xié)會 高成勛 610015

　　成都卡斯汀貿(mào)易有限公司 徐明英 611236

　　摘要：V 法鑄造工藝又稱真空密封干砂造型法，該工藝采用EVA塑料薄膜覆膜，干砂真空造型，在負壓下澆注。V 法鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件輪廓清晰，尺寸精度高，成本低，勞動環(huán)境好，工藝流程短，勞動力投入少，占地面積小，生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量較其他砂型鑄造有相當(dāng)一定的優(yōu)勢;V 法鑄造工藝技術(shù)既符合新工藝新技術(shù)創(chuàng)新趨勢，也符合鑄造技術(shù)的發(fā)展方向;同時也是中國鑄造行業(yè)重點推廣的“綠色鑄造”工藝之一。

　　關(guān)鍵詞：V 法鑄造;出口球墨鑄鐵管件

　　前言：

　　球墨鑄鐵管件具有三個功能：⑴ 對管線實現(xiàn)小口徑大流量;⑵ 對管線實現(xiàn)高壓遠距離輸送;⑶ 防止管線爆管;出口球墨鑄鐵管件要求表面質(zhì)量高;幾何尺寸要求嚴(yán);單件水壓試驗達4.0MPa;先前許多均采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵管件，但消失模鑄造工藝因其工藝自身特性原因;生產(chǎn)工藝合格率偏低;并且生產(chǎn)效率不高;生產(chǎn)流程長;生產(chǎn)控制難度大;其表面質(zhì)量低于V法鑄造工藝;特別是一次水壓試驗合格率偏低;直接造成后續(xù)工作繁瑣繁重。2012年山東溢華管件有限公司通過改進設(shè)備，改變模具結(jié)構(gòu);優(yōu)化工藝等措施采用V法生產(chǎn)出口球墨鑄鐵管件;現(xiàn)已形成小批量生產(chǎn);出口管徑的一次打壓合格率達到90%以上;其管件表面粗糙度達6.3～12.5μm。

　　1. 生產(chǎn)條件

　　生產(chǎn)設(shè)備： V法造型機、移動式烘烤架、真空負壓設(shè)備系統(tǒng)、砂處理生產(chǎn)線、除塵系統(tǒng)、專用砂箱(上砂箱尺寸：2160mm×1460mm×800mm，下砂箱尺寸：2160mm×1460mm×800mm);1噸感應(yīng)電爐、1噸球化包、16噸天車。

　　2 球墨鑄鐵管件常見產(chǎn)品：(如圖一)

　　由于該鑄件是出口球墨鑄鐵管件;要求鑄件表面質(zhì)量光潔;管體無滲漏。所以必須保證管件無夾渣、夾砂、氣渣孔等缺陷;同時必須保證組織致密。故在澆注系統(tǒng)設(shè)計時，必須考慮金屬液的流動、排氣、排渣和砂芯的排氣等。管件輪廓尺寸最高要求的變形和尺寸誤差控制在±1.5㎜。

　　3. 工藝設(shè)計

　　為保證鑄件的質(zhì)量，防止沖砂、塌箱、夾砂、夾渣、組織疏松等缺陷的產(chǎn)生，澆注系統(tǒng)設(shè)計成半封閉式澆注系統(tǒng)，其澆注系統(tǒng)截面積比S直：S橫：S內(nèi)=1.0：1.4～1.6：1.25～1.35;砂芯采用樹脂砂制作。

　　3.1 模具設(shè)計

　　1)由于鑄件外形較大，其內(nèi)部型腔也較大，模具設(shè)計為一箱1件。

　　2)模具按鑄件最大截面分型，模型收縮率按1%，管件內(nèi)澆道開設(shè)在鑄件分型面處。

　　3)模具設(shè)計為上、下箱造型、活動式氣室框利于更換模具。

　　4)保證砂型的有效強度，在砂箱的設(shè)計制作上要充分考慮砂型的強度與吃砂量， 該系列砂箱上下砂箱總高度為1600mm 。

　　3.2 造型工藝

　　V法生產(chǎn)出口球墨鑄鐵管件，不僅要求鑄件表面光潔度和鑄件尺寸精度，更要保證鑄件的內(nèi)部組織性能，特別是不能出現(xiàn)高壓滲水;因此，要預(yù)防砂眼、氣孔、夾砂、粘砂和抬芯等缺陷的發(fā)生。在實際生產(chǎn)中，要保證V法造型吸膜時薄膜的完好性，防止薄膜局部損壞引起的砂眼和砂孔等缺陷。為防止?jié)沧⑦^程抬芯，在砂箱的箱檔上焊接了支撐與出氣兩用途的支撐鋼管。砂芯噴刷涂料后，為防止涂料中的水分和其他液體高溫后發(fā)氣產(chǎn)生的浸入性氣孔，對砂型表面和砂芯表面的涂料進行烘烤干燥。在下砂芯時防止中間披縫，合箱時使用鑄造泥條;同時要保證型腔干凈無任何砂、渣等雜質(zhì)。如圖二：造型現(xiàn)場

　　3.3 主要生產(chǎn)工藝參數(shù)

　　管件化學(xué)成分：(C)3.0～3.9%;(Si)2.0～2.8%;(Mn)0.1～1.0%;(P)<0.08%;(S)<0.02%;(Re)殘0.02～0.04%;(Mg)殘0.04～0.06%;

　　管件材質(zhì)按QT450-10;球化級別：1-3級;石墨大小：5-6級;

　　澆注溫度≥1360℃ ，澆注時間根據(jù)具體規(guī)格型號確定一般控制在：25～50s之間;保壓時間：0.5 h，開箱時間：1h開箱，澆注與造型過程真空度≥55 kPa，

　　4. 鑄件生產(chǎn)情況

　　4.1 原輔助材料和模具

　　a.薄膜——武漢恒德科技有限公司0.12mm的EVA薄膜;

　　b.涂料——三門峽陽光鑄材有限公司V法專用醇基涂料;

　　c.干砂——山東省威海70——140#海沙;

　　d.模具——采用優(yōu)質(zhì)硬雜木材料;全部采用數(shù)控加工技術(shù)制作;

　　4.2 生產(chǎn)情況

　　嚴(yán)格執(zhí)行V法工藝方案，首批生產(chǎn)了約40件管件，經(jīng)檢查驗證，鑄件完全達到了圖紙設(shè)計要求，鑄件的表面光潔度要明顯高于其他鑄造方法的鑄件表面(比消失模鑄造的表面粗糙度高1-2級)。如圖三：⑴V法、⑵消失模、⑶樹脂砂鑄造表面質(zhì)量對比：

　　5. 結(jié)論

　　V法工藝生產(chǎn)出口球墨鑄鐵管件，在生產(chǎn)效率上比樹脂砂、消失模鑄造工藝高，產(chǎn)品表面質(zhì)量比樹脂砂、消失模鑄造的同類產(chǎn)品表面質(zhì)量高;產(chǎn)品水壓試驗一次合格率高于消失模鑄造工藝;造型用的型砂的回用率高達95%以上，通過對實際工作經(jīng)驗的總結(jié)，能夠控制鑄件質(zhì)量，獲得客戶滿意的產(chǎn)品。

　　v法鑄造的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢及質(zhì)量可靠性達到共識，其應(yīng)用也日趨廣泛。但鑒于其工藝原理與傳統(tǒng)造型法有很大區(qū)別，工藝適應(yīng)性也有所不同，應(yīng)用中必須針對其工藝特性，對工藝裝備條件、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、質(zhì)量要求進行綜合分析，采取實用有效的工藝措施，嚴(yán)格工藝過程控制，才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。

　　V法鑄造生產(chǎn)出口球墨鑄鐵管件生產(chǎn)周期比消失模鑄造短;生產(chǎn)過程易掌握與控制;生產(chǎn)工藝成熟可靠;生產(chǎn)效率高;同時也存在著模具、設(shè)備投資大;電耗高等缺點。

　　參考文獻

　　[1] 曹文龍 毛乾鑫等編著 真空密封造型 人民鐵道出版社 1982

　　第一作者;高成勛 男 生于1968年 工程師 四川省成都市人 ;成都市鑄造行業(yè)協(xié)會副秘書長;成都卡斯汀貿(mào)易有限公司總經(jīng)理;主要從事消失模鑄造﹑V法鑄造生產(chǎn)線設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝調(diào)試以及生產(chǎn)工藝設(shè)計與技術(shù)服務(wù)。