淺議真空V法鑄造工藝流程及其中需要注意的環(huán)節(jié)

　　周德鋼 天津300230

　　全國消失模與V法鑄造技術(shù)委員會 天津V法技術(shù)咨詢服務(wù)

　　摘要：鑄造企業(yè)上V法設(shè)備首先要掌握V法鑄造技術(shù)工藝流程八大步驟。還要了解設(shè)備五大系統(tǒng)的性能。三大輔料、四大物流。結(jié)合自己企業(yè)生產(chǎn)鑄件材質(zhì)品種實(shí)際情況。做到高效、節(jié)能減排、降耗環(huán)保。

　　關(guān)鍵詞：工藝流程、設(shè)備、原材料

　　我國是世界鑄造大國而不是強(qiáng)國，鑄造企業(yè)如何高效、經(jīng)濟(jì)、安全、無污染地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，是廣大鑄造企業(yè)面臨的重要任務(wù)。也是生產(chǎn)企業(yè)所面臨鞏固發(fā)展的機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何為經(jīng)濟(jì)節(jié)能、減排降耗作貢獻(xiàn)。

　　要解決主要問題有以下幾方面：

　　1) 鑄件要內(nèi)外質(zhì)量好。鑄造廠要清潔環(huán)保。鑄造成本增加問題。

　　2) 解決人工操作造型工人不好招，工人工資還高質(zhì)量還不穩(wěn)定。

　　3) 鑄造企業(yè)每天造型離不開砂子周轉(zhuǎn)，砂子輔助材料越來越貴。

　　解決鑄造工廠的環(huán)境保護(hù)與環(huán)境衛(wèi)生做到即節(jié)能減排又降耗環(huán)保。

　　1. V法造型工藝流程：

　　1) V法專用模型邊緣和關(guān)鍵部位都有透氣孔，覆膜是借助真空吸力將加熱呈塑性的塑料薄膜覆蓋在模型型板上。(參考圖片一)

　　2) 用無氣噴槍或有氣噴槍將涂料噴刷到覆好EVA膜的模樣上，在用熱風(fēng)機(jī)把噴刷好的涂料進(jìn)行烘干。(參考圖片二)

　　3) 把特制的V法砂箱放在型板上再向特制砂箱里加入干砂。(參考圖片三)

　　4) 用帶變頻器的振實(shí)臺把砂箱內(nèi)的型砂振實(shí)刮平檢驗(yàn)硬度。(參考圖片四)

　　5) 復(fù)背膜 抽真空。借助砂型內(nèi)外壓力差，使型砂緊實(shí)。(參考圖片五)

　　6) 起模、人工操作把制好的砂型頂起吊放到翻箱架上翻箱。(參考圖片六)

　　7) 下芯、合型、緊箱即可澆注。(參考圖片七)

　　8) 待鑄件凝固后除去真空，保溫一定時間后再落砂(參考圖片八)

　　V法鑄造砂子可以反復(fù)使用利用率可達(dá)90%以上。省工省力清整效率高，鑄件表面粗糙度比其它砂鑄內(nèi)外質(zhì)量都好。鑄件從幾公斤到10多噸的鑄鐵件、鑄鋼件、不銹鋼、有色金屬都可以干。鑄件表面粗糙度好而且尺寸精確加工量小，鑄造降低了成本而且鑄件內(nèi)外質(zhì)量都好。但是企業(yè)在上V法鑄造設(shè)備時一定要結(jié)合自己本廠的實(shí)力、本廠的主導(dǎo)產(chǎn)品、產(chǎn)量來考慮生產(chǎn)節(jié)拍，選好設(shè)備這一關(guān)。做到即經(jīng)濟(jì)節(jié)能、減排降耗又環(huán)保。

　　2. 五大系統(tǒng)與三大輔料

　　2.1 真空和穩(wěn)壓過濾系統(tǒng)：

　　1) 真空泵：V法鑄造需要低負(fù)壓大流量，因?yàn)檎婵毡霉ぷ鲿r負(fù)壓度在0.05 MPa以下流量大。到0.05 MPa以上后，負(fù)壓壓力越大流量就越小?，F(xiàn)在企業(yè)用的真空泵有圖片九羅茨真空泵。圖片十 2BE水環(huán)式真空泵.

　　2) 穩(wěn)壓過濾除塵罐：穩(wěn)壓除塵過濾罐體積不能小，放的位值也很重要，更要有除塵過濾功能。 進(jìn)泵氣體潔凈真空泵使用壽命才高。所以要注意除塵過濾，效果要好而且阻力要小。前級使用穩(wěn)壓除塵，后級使用過濾除塵 。

　　3) 負(fù)壓度：對負(fù)壓度要求是：造型和澆注時穩(wěn)壓在0.03Mpa～0.04Mpa。澆注后保壓：0.025Mpa最高不超過0.03Mpa為好。注意：澆注時負(fù)壓度要穩(wěn)定在要求的負(fù)壓數(shù)值內(nèi)、才能保證鑄件好。所以需要知道砂箱是多大立方的,需要帶幾個砂箱,選多大的真空泵、幾臺、用多少立方的穩(wěn)壓過濾除塵罐、用直經(jīng)多大的管道、還有工位分配器節(jié)門控制閥和砂箱連接，保證在澆注過程中補(bǔ)充所需要的負(fù)壓氣體流量。

　　注意，不要用水泵向真空泵內(nèi)給水，真空泵有自已吸水功能。圖十一是過濾除塵、圖十二是澆注時負(fù)壓測試數(shù)值。

　　2.2造型系統(tǒng)

　　1) 造型設(shè)備：有單機(jī)V法造型、移動振實(shí)V法造型、穿梭V法造型線、轉(zhuǎn)臺式V法造型線。

　　圖片十三是移動振實(shí)人工覆膜造型。圖片十四是自動穿梭自動覆膜造型。

　　2) V法型板V法專用模型底板實(shí)際上就是一個抽氣箱，但結(jié)構(gòu)很重要。有木質(zhì)制造的要涂刷耐熱漆，也有金屬制造的要在表面涂特氟龍涂層。有上型板、下型板。它在V法鑄造生產(chǎn)中占有非常重要的地位，它的質(zhì)量直接影響鑄件的質(zhì)量。復(fù)膜前，首先要在型板上打孔。安裝金屬排氣塞的距璃要根據(jù)模型幾何形狀60～100不等。由其是凸模根部、凹模里邊。特別注意：孔的大小、安裝多少、及位值它直接影響覆膜質(zhì)量。還要注意型板負(fù)壓室抽氣連接管直經(jīng)。要求用1.5吋的管兩個口連接操作好。造型負(fù)壓0.03～0.04MPa。因?yàn)樨?fù)壓高了可以把型扳抽變形。

　　輔料1 EVA薄膜：薄膜厚度和寬度的選擇. 這要根據(jù)模型的寬度來選擇EVA膜寬度。要根據(jù)模型的深度和幾向形狀復(fù)雜成度、拉伸的情況來選擇EVA膜薄厚度。還要看產(chǎn)品是鑄鋼還是鑄鐵。因?yàn)镋VA塑料薄膜是石油化學(xué)類產(chǎn)品，對于低炭鋼和不銹鋼產(chǎn)品時要求在復(fù)膜時EVA薄膜在不破的情況下越薄越好，如果用膜過厚它增碳而且尺寸增厚.重量又增加。復(fù)膜，在春.夏.秋.冬和有風(fēng)沒風(fēng)加熱復(fù)膜現(xiàn)場要求不一樣，加熱烘烤的火侯大小都影響拉伸質(zhì)量。所以復(fù)膜和季節(jié)也有直接關(guān)系。EVA薄膜距加熱石英管250mm為好。近了EVA膜薄受熱后愛破，遠(yuǎn)了EVA薄膜加熱時間長。用220V的電壓好，省電，用380V的電、電流大費(fèi)電?？灸て饔幸苿由凳健⒐潭ㄉ凳?、搖臂式要根據(jù)企業(yè)情況來選擇。最關(guān)建是操作靈活，因?yàn)楸∧ず穸炔灰粯雍婵緯r間也不一樣，一般達(dá)到薄膜出現(xiàn)鏡面開始下垂即可復(fù)膜。復(fù)膜時薄膜不破越薄越好，薄膜破了還要修。對幾何形狀復(fù)雜的還不好修，修膜又影響造型時間和速度，不修影響質(zhì)量，修不好更影響幾何形狀。所以要求復(fù)膜拉伸好，要薄不破才叫高。覆膜后的模型如圖片十三所示。

　　輔料2 V法涂料：

　　鑄造使用的涂料是根據(jù)鑄件材質(zhì)來決定選用什么涂料。涂料性能要求在澆注過程中他能起封蔽型腔與砂粒之間的間隙，使金屬液體不向砂粒里鉆來保證鑄件的外觀粗糙度好和不粘砂，提高清整時的工作效率。

　　V法鑄造使用的涂料是根據(jù)鑄件材質(zhì)來決定。

　　n 選用什么材質(zhì)的耐火骨料制作，載液是醇基快干。

　　n 耐熱鋼不繡鋼：用鋯石粉白剛玉粉棕剛玉粉。

　　n 耐磨鋼高錳鋼：用鎂橄欖石粉、鎂砂粉。

　　n 普通碳鋼鑄件：用鋯石粉棕剛玉粉鋁礬土粉硅石粉

　　n 鑄鐵球墨鑄鐵：硅石粉、土狀石墨粉、鋁礬土粉。

　　n 有色鑄銅鑄鋁：土狀石墨粉、滑石粉等。

　　涂料起“阻隔”金屬液和型砂接觸，用來保證鑄件的外觀質(zhì)量“粗糙度”好和不粘砂，提高清整工作效率。圖片十四、圖片十五是噴涂操作。

　　操作要求：一般件噴刷0.4～0.6毫米，鑄件越厚涂料也就越厚、干燥時間就越長。大家都知道涂料不干不起作用，必須烘干、特別是鑄鋼涂料。連續(xù)烘干不能急，急了涂料開裂。涂料要攪拌控制波美度還要過濾。

　　對涂料要求：①要干的快 ②要抓的牢 ③要強(qiáng)度高 ④要發(fā)氣量小還慢。

　　涂料耐火骨料要細(xì)不堵噴槍孔，325目到400目的骨料好用。要求噴的薄厚均勻?？捎脽o氣噴槍噴涂，也可以用有氣噴槍噴涂或刷涂。必須烘烤、特別是鑄鋼涂料，不干易出氣孔、氧化等缺陷。

　　2.4 烘干涂料設(shè)備：

　　烘干機(jī)有升降式，固定式、搖臂式、熱風(fēng)管道式但都有一個烘干罩。罩要比砂箱內(nèi)口四面各小100mm左右。罩要蓋過整個模型的面積。提高烘干速度，縮短涂料干燥時間。該設(shè)備主要由出風(fēng)罩、不銹鋼電加熱器、軸流鼓風(fēng)機(jī)、支架、電升降機(jī)構(gòu)、搖臂組成。使用時降落在砂箱上方就可工作。可以先、后為兩個工位烘干。①烘干機(jī)加熱均勻，溫度不能高于80℃。②風(fēng)量大、風(fēng)壓低③熱風(fēng)機(jī)烘烤涂料時不影響其它造型，所以必須選好烘干設(shè)備的大小。所以噴的涂料薄厚均勻還要烤。型砂溫度在60℃左右比較好，可以幫助干燥涂料。涂料烘干機(jī)及其現(xiàn)場擺放情況如圖片十六所示。

　　2.5振實(shí)設(shè)備：

　　1) 振實(shí)設(shè)備;振實(shí)設(shè)備是V法造型的重要設(shè)備，V法造型和消失模使用的都是無任何粘結(jié)劑的干砂，不含粘結(jié)劑的型砂幾乎沒有初始強(qiáng)度，單純依靠抽真空不能得到所需要的砂型硬度。如果在抽真空前鑄型緊實(shí)度較低，抽真空時就會使型砂顆粒產(chǎn)生較大的位移，起模后型砂尺寸與輪廓和原來模型的尺寸有較大失真。而且V法用的型砂細(xì)、流動性不好，必須通過振實(shí)臺的高頻率低振幅的振動方式增加干砂的堆積密度，從而達(dá)到所需要的硬度(砂型更度計90以上)。一般V法造型都用單維振實(shí)，可是單維振實(shí)不能把幾何形狀復(fù)雜又不好充填的部位充填好。消失模用振實(shí)臺都是三維振實(shí)臺，V法用三維振實(shí)臺就能更好的把有幾何形狀復(fù)雜不好充填的部位充填好。通過這樣一個道理振實(shí)后的砂型硬度高、又硬、又實(shí)。澆注時就不會出現(xiàn)脹箱、塌砂、變形等缺陷。而且澆注負(fù)壓還不高。

　　注意：型砂越細(xì)，型砂流動性和透氣性不好。型砂越細(xì)，抽氣量越小。澆注時失掉的氣體流量就少。涂料越細(xì)越干，鑄件表面越光滑粗糙度就越好。

　　3) 工裝真空負(fù)壓砂箱

　　(1) 真空負(fù)壓砂箱設(shè)計非常重要。要求：結(jié)構(gòu)合理、強(qiáng)度高、不變形、耐用、吃砂量合理、不銹鋼網(wǎng)耐用。砂箱內(nèi)壁打孔大、透氣面積大、鋼板厚、強(qiáng)度高。所以V法砂箱也是 關(guān)鍵部分之一。

　　(2) 振實(shí)后、抽負(fù)壓砂箱不變形、不銹鋼網(wǎng)安裝牢固、透氣好、不漏砂、不堵網(wǎng)孔、不塌砂，和砂型硬度都有直接關(guān)系。

　　(3) 抽氣管直經(jīng)、形狀、位值都很重要，使用過程中不漏氣還要牢固。

　　(4) 砂箱尺寸面積大了單靠四周圍抽氣，在澆注過程中保證不了中心部位負(fù)壓氣體的補(bǔ)充會造成塌砂和脹箱。變形等缺陷。

　　(5) 不銹鋼網(wǎng)技術(shù)要求要看所用的型砂粗細(xì)來選擇。不銹鋼網(wǎng)的型號180/150/120號。更要考慮經(jīng)線是30/28，緯線是300/240?？资?.082/0.12mm。絲粗Φ0.25/0.18mm。不繡鋼網(wǎng)也能直接影向透氣。圖片十七V法專用砂箱。

　　4) 砂處理設(shè)備：

　　V法造型所用的都是無粘接劑的單一干砂造型，對砂處理來講很簡化，無需振動落砂、砂子再生及混砂工序。舊砂回用率在95%左右。在反復(fù)使用過程中只需要解決以下問題：

　　(1) 控制型砂中粉塵和雜物及時清除，如不及時清除會使用雨淋加砂充填變壞，影響設(shè)備使用和鑄件表面產(chǎn)生各種各樣缺陷。

　　(2) 控制砂溫舊砂回用砂溫應(yīng)低于60C度砂溫高了會使薄膜變軟，難以保持鑄型形狀影響表面質(zhì)量。

　　5) 除塵設(shè)備：

　　V法鑄造用砂必須控制型砂內(nèi)的粉塵保持操作環(huán)境。在砂處理過程中，因?yàn)樾蜕凹?xì)在加上需要用涂料，型砂內(nèi)粉塵更大，造成工作環(huán)境粉塵污染不環(huán)保。必須加裝除塵設(shè)備收集。選型：除塵器選的不好不環(huán)保。除塵器大了體積大、風(fēng)機(jī)大、耗電量也大太浪費(fèi)。砂處理流程：落砂→輸送→篩分→輸送→滾筒或沸騰冷卻→輸送→砂庫存儲。每個環(huán)節(jié)都要接除塵管道。

　　有的廠把砂粒都抽出來了。所以型砂細(xì)、粉塵大、不透氣、砂溫高、降溫慢是砂處理要解決的主要任務(wù)，也是選好冷卻設(shè)備和除塵器設(shè)備非常重要的選型問題。要做到除塵好、降溫快、環(huán)保、耗電小、處理成本還不高，生產(chǎn)節(jié)拍好。要解決V法鑄造所面臨的幾個題和V法設(shè)備五大系統(tǒng)性能。必須掌握V法鑄造技術(shù)工藝流程，朝著綠色鑄造方向發(fā)展。還有節(jié)能降耗等優(yōu)勢。做為一名鑄造工作者為了朝著綠色鑄造方向發(fā)展作一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

　　圖十八是滾筒式砂冷卻設(shè)備、圖十九是沸騰冷卻床設(shè)備。

　　現(xiàn)在全國各地區(qū)不完全統(tǒng)計共有440多家大中小企業(yè)都采用了V法鑄造工藝生產(chǎn)鑄件。用V法鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件成本低、鑄件內(nèi)外質(zhì)量好、還環(huán)保有優(yōu)勢。使一些鑄造企業(yè)嘗到了，用V法鑄造工藝生產(chǎn)鑄件的甜頭。

　　根據(jù)今后的V法鑄造發(fā)展要考慮鑄件的材質(zhì)和技術(shù)要求。

　　輔料3、型砂：

　　(1)鑄鋼件、不銹鋼件使用50/100目的石英砂或?qū)氈樯?

　　(2)鑄造耐磨件用40/70目的鉻鐵礦砂或?qū)氈樯版V橄欖石砂加柔性冷鐵砂。

　　(3)鑄鐵件建議使用70/140目的石英砂或?qū)氈樯?0/100目;

　　(4)有色金屬建議使用100/180目的石英砂南京紅砂或鉻鐵礦砂。

　　如生產(chǎn)耐磨件首先要考慮用鉻鐵礦砂、寶珠砂、柔性冷鐵砂。選用滾筒砂處理好可以省電30～40千瓦，不堵塞冷卻效果好沒有維修。

　　除塵器選用CLK擴(kuò)散式F-2型旋風(fēng)除塵器，加水浴除塵器阻力小效果更好。

　　造型復(fù)膜、噴涂、烘干，考慮沒備簡易、性能可靠、維修方便，操作靈活。滿足企業(yè)需要投資少，見效要快、綜合成本還不高。有質(zhì)量才有市場，有改善才有進(jìn)步。V法鑄造今后的發(fā)展首先要根據(jù)企業(yè)實(shí)際能力選型，必須首先要考慮以上五大系統(tǒng)、工藝流程，工人操作四大物流：1砂箱物流2型砂物流3鑄件物流4型板物流。才能做到場地清潔環(huán)保，節(jié)能減排、降耗。

　　真空V法老工藝，工藝簡便好掌握。

　　模型工藝要掌握，尺寸精確加工小。

　　真空覆膜沒有巧，覆膜就是助推好。

　　幾何形狀不怕難，明白道理是關(guān)建。

　　只要認(rèn)真去操作，內(nèi)外質(zhì)量有保證。

　　V法鑄造沒有巧，就是負(fù)壓玩的好。

　　根據(jù)多年從是V法鑄造現(xiàn)場精驗(yàn)總結(jié)體會和大家共同交流匯報。苑為大家了解V法鑄造咨詢服務(wù)：