中小型鑄鋼企業(yè)V法鑄造技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

　　張海勛1 張建滿(mǎn)2

　　(1.天瑞集團(tuán)鑄造有限公司 河南汝州 467500;2.華中科技大學(xué) 湖北武漢 )

　　摘要：對(duì)于中小型鑄造企業(yè)，結(jié)合企業(yè)特點(diǎn)和V法鑄造的特性，在生產(chǎn)線方案和布局設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝模具的設(shè)計(jì)制備、主要原材料選用、熔澆設(shè)備的選定等方面進(jìn)行合理性、適宜性和經(jīng)濟(jì)性選擇，避免盲目投資，實(shí)現(xiàn)V法鑄造的經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保、安全、可靠的多品種、中小批量生產(chǎn)，推動(dòng)V法鑄造技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：中小型企業(yè) V法鑄造技術(shù) 注意事項(xiàng)

　　1. 前言

　　V法和消失模鑄造同為我國(guó)同時(shí)期引進(jìn)的第三代物理成形鑄造技術(shù)，消失模鑄造技術(shù)的推廣和發(fā)展迅速，發(fā)展勢(shì)頭良好，鑄件質(zhì)量和工藝工裝技術(shù)水平都有較大的提高，企業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大和提升。近年來(lái)，因環(huán)保、能耗和勞動(dòng)力的限制使得大量的國(guó)外鑄件生產(chǎn)轉(zhuǎn)入中國(guó)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)鑄件需求亦不斷增加。客戶(hù)在不斷提高鑄件內(nèi)部質(zhì)量要求的同時(shí)，也不斷提高對(duì)鑄件表面質(zhì)量的要求。然而，中國(guó)鑄造行業(yè)的一片繁榮也帶來(lái)了環(huán)境污染加重、能源消耗增加和重體力勞動(dòng)力資源短缺等一系列問(wèn)題。為此，我國(guó)加大對(duì)鑄造行業(yè)的限制，抬高鑄造企業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻，促使國(guó)內(nèi)鑄造技術(shù)和鑄造企業(yè)更新?lián)Q代。

　　V法鑄造和消失模鑄造一起被譽(yù)為 “21世紀(jì)鑄造新技術(shù)”和“綠色鑄造技術(shù)”， 既符合國(guó)家“綠色制造”產(chǎn)業(yè)政策又符合企業(yè)效益需求和客戶(hù)的產(chǎn)品質(zhì)量需求。消失模鑄造技術(shù)在鑄鐵領(lǐng)域廣泛應(yīng)用和推廣，鑄鐵類(lèi)鑄件質(zhì)量得以大幅提高，使得客戶(hù)對(duì)鑄鋼件質(zhì)量的期冀不斷增強(qiáng)，促使鑄鋼企業(yè)在V法鑄造和消失模鑄造技術(shù)方面投入越來(lái)越多的探索和實(shí)踐，尤其是中小型鑄鋼企業(yè)。緣于國(guó)家對(duì)鑄造企業(yè)更高的準(zhǔn)入要求，新增鑄造企業(yè)和原有鑄造企業(yè)的擴(kuò)建均面臨國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的限制，環(huán)境污染和能源消耗方面的評(píng)審尤其嚴(yán)格。企業(yè)鑄造技術(shù)的創(chuàng)新一來(lái)提高了鑄造技術(shù)水平，同時(shí)也易于獲得高新技術(shù)企業(yè)性的國(guó)家扶持。這樣一來(lái)，V法鑄造和消失模鑄造作為“綠色鑄造技術(shù)”的優(yōu)勢(shì)就更加突出，成為新增鑄造企業(yè)和鑄造企業(yè)擴(kuò)建的首選。V法鑄造和消失模鑄造在適用方面存在差異，鑄鋼企業(yè)更多選擇V法鑄造技術(shù)，近年來(lái)， V法鑄造成套設(shè)備、工裝模具制作水平、關(guān)鍵原輔材料(EVA薄膜、涂料等)的保證能力不斷提升，越來(lái)越多的鑄造企業(yè)投入V法鑄造生產(chǎn)實(shí)踐，V法鑄造工藝技術(shù)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。

　　個(gè)人從事V法鑄造生產(chǎn)鑄鋼產(chǎn)品實(shí)踐十余年，在V法鑄造生產(chǎn)線方案選擇和布局設(shè)計(jì)、工藝和工裝設(shè)計(jì)、原輔材料選用、鑄件質(zhì)量控制等方面，積累了一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并就注意事項(xiàng)進(jìn)行了總結(jié)，希望能對(duì)中小型V法鑄鋼企業(yè)提供幫助，實(shí)實(shí)在在地推動(dòng)V法鑄造技術(shù)向前發(fā)展，并得以廣泛應(yīng)用。

　　2. 鑄鋼件V法鑄造生產(chǎn)線方案和布局的選擇及確定

　　企業(yè)根據(jù)考察、分析并確定立項(xiàng)后，應(yīng)組織工藝技術(shù)和設(shè)備及生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)線方案的初步構(gòu)想，并結(jié)合產(chǎn)品類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)綱領(lǐng)確定設(shè)計(jì)方案的要求。一條V法生產(chǎn)線投入不菲，不可輕率，在自己經(jīng)營(yíng)不足的情況下，必須組織實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行咨詢(xún)、討論，結(jié)合企業(yè)的投資能力、產(chǎn)品市場(chǎng)周期和匯報(bào)率、生產(chǎn)綱領(lǐng)、環(huán)保要求和能力、生產(chǎn)工藝流程等方面確定生產(chǎn)線的組成方案、布局、自動(dòng)化程度及投資規(guī)模。必須根據(jù)企業(yè)確定的工藝、方案、目標(biāo)和要求進(jìn)行V法生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、采購(gòu)和制作，鞋子合適不合適，只有腳知道，不可做“削足適履”的蠢事，也不可盲目投資。近年來(lái)，不少企業(yè)看到了V法鑄造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，紛紛上馬，設(shè)備制造企業(yè)也如雨后春筍般涌現(xiàn)。出現(xiàn)了不少“削足適履”和“削履適足”的情況，也有上馬就下馬的情況，不是設(shè)備不適宜，就是質(zhì)量不合格，嶄新的生產(chǎn)線無(wú)法正常運(yùn)行。

　　2.1 生產(chǎn)線自動(dòng)化化程度的選擇

　　目前，V法生產(chǎn)線存在自動(dòng)化程度高低并存，且半自動(dòng)化居多的情況。對(duì)于自動(dòng)化程度的高低，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況和產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際需要，不可盲目追求高自動(dòng)化。國(guó)內(nèi)的V法生產(chǎn)線設(shè)計(jì)水平和制作能力已經(jīng)獲得長(zhǎng)足的提高，但是，真正具備較高設(shè)計(jì)能力的不多，仿制的較多，尤其在整條生產(chǎn)線的自動(dòng)控制和真空自動(dòng)切換方面仍然沒(méi)有完全掌握核心技術(shù)，在一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處通過(guò)變通處理維持整條線的運(yùn)行，事實(shí)情況就是這樣。

　　目前，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商在高自動(dòng)化的V法生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和制作上還存在實(shí)實(shí)在在的不足，在一些系統(tǒng)上還不能很好地解決一些難題，給鑄造企業(yè)造成一些無(wú)奈。

　　同時(shí)，高自動(dòng)化系統(tǒng)龐大繁雜，各系統(tǒng)銜接要求嚴(yán)格，設(shè)計(jì)難度大，制作成本高，投資規(guī)模自然龐大，適合大型鑄造企業(yè)，中小型鑄鋼企業(yè)會(huì)望而卻步;另外，生產(chǎn)效率的高低取決于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝及在線模具數(shù)量，不便簡(jiǎn)單地計(jì)算、比對(duì)，而一旦運(yùn)行不順暢，生產(chǎn)效率就顯得并不是很高。

　　高自動(dòng)化的V法生產(chǎn)線對(duì)于操作和維修、保養(yǎng)的要求較高，高素質(zhì)操作人員和設(shè)備維保人員的要求對(duì)于中小型鑄鋼企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑要大大提高其人力資源成本，甚至無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)線對(duì)這些人員的要求，并且容易出現(xiàn)一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障全生產(chǎn)線停止，甚至砂型垮塌。高自動(dòng)化的V法生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)成本也是不菲，中小型鑄鋼企業(yè)的單位制造成本上漲，產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力何存?

　　所以，對(duì)于V法鑄造生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度的選擇必須慎重，滿(mǎn)足企業(yè)投資能力、生產(chǎn)規(guī)模和成本控制要求即可。

　　2.2 生產(chǎn)線功能子系統(tǒng)布局的選擇

　　為了達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的生產(chǎn)線，有不少V法鑄造生產(chǎn)線的布局集中在一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間或者連通的幾跨廠房?jī)?nèi)，結(jié)果是生產(chǎn)線的各個(gè)子系統(tǒng)相互影響，造成整個(gè)V法生產(chǎn)線污染特別嚴(yán)重，工人勞動(dòng)環(huán)境極差，車(chē)間里充斥著大量的粉塵和噪聲污染，即使投入大量的環(huán)保措施，也無(wú)法達(dá)到政府環(huán)保要求和對(duì)員工身體健康的有效保護(hù)。一些企業(yè)上馬V法鑄造生產(chǎn)線的目的，除了達(dá)到V法鑄造技術(shù)“綠色鑄造”和提高鑄件表面質(zhì)量的目的外，提升企業(yè)門(mén)面的目的也在其中。

　　根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，V法鑄造生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)V法鑄造生產(chǎn)線的工藝和生產(chǎn)布局要求，將真空系統(tǒng)(即真空泵組)單獨(dú)安放在一封閉車(chē)間，包括水循環(huán)及水冷卻系統(tǒng)，就是采取隔離措施。真空泵組車(chē)間采取專(zhuān)業(yè)的降噪措施，降低噪聲污染。

　　同時(shí)，將開(kāi)箱、落砂系統(tǒng)也采取隔離措施，單獨(dú)安放在一個(gè)專(zhuān)用空間，除塵、降溫措施在小范圍內(nèi)布設(shè)，減少粉塵污染和高溫影響，以及為此而進(jìn)行的資金投入。

　　砂處理系統(tǒng)靠近真空泵組水循環(huán)及水冷卻系統(tǒng)布局，與其共用水循環(huán)及水冷卻系統(tǒng)，避免重復(fù)投資或減少設(shè)備投入。

　　將V法鑄造生產(chǎn)線的造型、制芯、落芯合箱、澆注、冷卻布局在一起，其它功能子系統(tǒng)采取隔離措施，車(chē)間的粉塵、噪聲及高溫影響大大減弱。如果再適當(dāng)?shù)夭捎媒祲m和通風(fēng)措施，效果更好，無(wú)論是正常生產(chǎn)狀態(tài)，還是相關(guān)單位參觀考察，甚至環(huán)保檢查、評(píng)審，都能收到較佳效果。

　　2.3 造型系統(tǒng)方案和布局的選擇

　　V法鑄造生產(chǎn)線是由多個(gè)功能子系統(tǒng)組成的一個(gè)封閉循環(huán)，一般情況下而言的V法鑄造生產(chǎn)線主要是指造型部分。V法鑄造生產(chǎn)線的形式多種多樣，主要的形式有固定式簡(jiǎn)易V法造型機(jī)組、轉(zhuǎn)臺(tái)式V法造型系統(tǒng)(兩工位轉(zhuǎn)臺(tái)造型系統(tǒng)、四工位轉(zhuǎn)臺(tái)造型系統(tǒng)、雙轉(zhuǎn)臺(tái)式四工位造型系統(tǒng)、六工位轉(zhuǎn)臺(tái)式V法造型系統(tǒng)、雙轉(zhuǎn)臺(tái)八工位造型系統(tǒng))、梭動(dòng)小車(chē)式V法造型系統(tǒng)(一造型工位穿梭式V法造型機(jī)、兩個(gè)造型工位梭動(dòng)式V法造型機(jī))、帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型系統(tǒng)、一字形組合式V法鑄造機(jī)組(見(jiàn)圖2-1)。

　　目前，固定式簡(jiǎn)易V法造型機(jī)組已經(jīng)被淘汰，帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型系統(tǒng)成為目前我國(guó)V法鑄造的主流設(shè)備，大中小型V法鑄造企業(yè)均適用。而一字形組合式V法鑄造機(jī)組則適用于大型V法鑄造企業(yè)，這種V法鑄造生產(chǎn)線的投資規(guī)模龐大，設(shè)備龐大繁雜，自動(dòng)化程度和技術(shù)含量較高，占地面積較大，投入的模具數(shù)量較多，對(duì)于一般中小型V法鑄造企業(yè)而言，不太適合，對(duì)于那些大型V法鑄造企業(yè)來(lái)說(shuō)，甚至還有“妝扮門(mén)面”的效能，一個(gè)國(guó)家這樣的大型V法鑄造生產(chǎn)線也僅有那么三兩條，實(shí)際的運(yùn)行成本也較高，適用于大批量常態(tài)化單一產(chǎn)品的生產(chǎn)，天瑞集團(tuán)鑄造有限公司引進(jìn)德國(guó)HWS(豪斯)公司(即瓦格納新東公司)的V法造型線就是該類(lèi)型，它用于中國(guó)鐵路、北美鐵路和獨(dú)聯(lián)體國(guó)家鐵路用搖枕、側(cè)架的大批量生產(chǎn)。為提高其生產(chǎn)效率，該生產(chǎn)線運(yùn)行模具達(dá)到10套(即上下模各10件)。通過(guò)對(duì)形狀復(fù)雜、高質(zhì)量要求的V法鑄鋼件搖枕、側(cè)架的工藝技術(shù)的長(zhǎng)時(shí)間不斷探索，使得天瑞鑄造的這條一字形組合式V法鑄造生產(chǎn)線成功運(yùn)行，這也是德國(guó)HWS(豪斯)公司制作的用于V法搖枕、側(cè)架鑄鋼件生產(chǎn)的生產(chǎn)線中最成功的一條。據(jù)調(diào)查，德國(guó)HWS(豪斯)公司給俄羅斯制作的轉(zhuǎn)臺(tái)式搖枕、側(cè)架生產(chǎn)線，因其廢品率高居30%(初期達(dá)到50%)而躊躇不前，德國(guó)HWS(豪斯)公司2011年給俄羅斯季赫溫車(chē)輛廠制作的搖枕、側(cè)架生產(chǎn)線也因廢品率太高而停止運(yùn)行，烏克蘭提供給白俄羅斯的搖枕、側(cè)架V法鑄造生產(chǎn)線也因與企業(yè)原有設(shè)備的不配套而不能正常運(yùn)行，我國(guó)鑄造設(shè)備廠家與德國(guó)HWS公司配套的哈薩克斯坦東方公司的搖枕、側(cè)架V法鑄造生產(chǎn)線至今還在調(diào)試。

　　對(duì)于我國(guó)的中小型V法鑄造企業(yè)，還是采用帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型線比較適合，尤其是該類(lèi)造型線的兩種優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)構(gòu)，實(shí)用高效。在此，將天瑞鑄造設(shè)計(jì)、制作的四工位帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型線和帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式封閉V法造型線進(jìn)行詳細(xì)介紹。

　　四工位帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型線：

　　一般的帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型線，其平面布置如圖2-2所示，移動(dòng)車(chē)自帶振動(dòng)臺(tái)，上下箱分開(kāi)造型，而造型過(guò)程分解為三個(gè)工位。Ⅰ工位完成面薄膜加熱、覆膜成型以及噴涂涂料，Ⅱ工位完成加砂和振實(shí)，Ⅲ工位完成覆背薄膜、砂箱抽真空和頂桿起模。帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型系統(tǒng)特別適合生產(chǎn)中大型鑄件如平衡重等鑄件，設(shè)備投資不大，目前成為我國(guó)V法鑄造的主流設(shè)備。

1上箱振動(dòng)小車(chē)；  2下箱振動(dòng)小車(chē)； 3覆膜裝置；4吸膜臺(tái)；5上箱雨淋加砂裝置；6下箱雨淋加砂裝置；

7砂斗；8上箱起模裝置；9上箱翻箱機(jī)；10合型轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)；11下箱翻箱機(jī)， 12下箱起模裝置；13舉升臺(tái)A；

14鑄型輸送輥道；15空箱返回輥道；16舉升臺(tái)B；17落砂柵格

　　一般的帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型線，從其平面布置圖上可以看出該布局比較緊湊。但是，該布局不符合鑄件的生產(chǎn)和工藝流程要求，特別是內(nèi)腔坭芯較多的鑄件，給制芯及制芯的轉(zhuǎn)運(yùn)和落芯操作帶來(lái)諸多不便，坭芯破損嚴(yán)重，影響鑄件內(nèi)腔質(zhì)量。另外，由于造型過(guò)程只有三個(gè)工位，生產(chǎn)效率偏低，且不適合多品種輪番混合生產(chǎn)的需要。根據(jù)生產(chǎn)工藝流程、提高單位時(shí)間生產(chǎn)效率及滿(mǎn)足多品種生產(chǎn)的要求，天瑞鑄造設(shè)計(jì)、制作了如圖2-3所示的四工位帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型線，移動(dòng)車(chē)自帶振動(dòng)臺(tái)，上下箱分開(kāi)造型，而造型過(guò)程分解為四個(gè)工位。Ⅰ工位完成面膜加熱、覆膜成型，Ⅱ工位完成澆冒口粘接、噴涂涂料和涂料烘干，Ⅲ工位完成加砂和振實(shí)，Ⅳ工位完成覆背薄膜、砂箱抽真空和頂箱起模。該形式生產(chǎn)線可以同時(shí)有兩套模具在進(jìn)行造型生產(chǎn)，將澆冒口粘接、噴涂涂料和涂料烘干工作轉(zhuǎn)移至另外一個(gè)崗位，帶振動(dòng)移動(dòng)臺(tái)車(chē)只負(fù)責(zé)覆膜、加砂和振實(shí)，完成覆背膜和頂箱起模，大大提高造型效率。上下箱造型之間騰出制芯和落芯空間，使得造型、落芯、合箱工作順序進(jìn)行，避免坭芯遠(yuǎn)距離搬運(yùn)，保證生產(chǎn)線順暢、高效和提高鑄件質(zhì)量的要求。目前，天瑞鑄造的該類(lèi)V法造型生產(chǎn)線日產(chǎn)鑄鋼搖枕、側(cè)架60噸。

　　帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式封閉V法造型線：

　　帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式封閉V法造型線是對(duì)八工位轉(zhuǎn)臺(tái)式V法造型系統(tǒng)和帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式V法造型系統(tǒng)的綜合、完善，一般的八工位轉(zhuǎn)臺(tái)式V法造型系統(tǒng)如圖2-4所示，系統(tǒng)組成和操作分為：Ⅰ工位，薄膜加熱、覆膜;Ⅱ工位，人工操作粘接澆冒口、檢查、修膜;Ⅲ工位：噴(刷)涂料;Ⅳ工位：涂料烘干;Ⅴ工位：放空砂箱;Ⅵ工位：加砂震實(shí);Ⅶ工位：刮砂蓋膜;Ⅷ工位：頂箱起模、鑄型移出。

　　1-模樣存放;2-覆膜機(jī)構(gòu);3-薄膜卷筒支托架;4-覆膜后粘接澆冒口及人工檢查;5-八工位轉(zhuǎn)臺(tái);

　　6-噴(刷)涂料;7-涂料烘干;8-放置空箱;9-貯砂斗及振實(shí)臺(tái);10-背膜卷筒支托架;11-背膜機(jī)構(gòu);

　　12-頂箱起模、鑄型移出

　　帶振動(dòng)臺(tái)車(chē)移動(dòng)式封閉V法造型線呈封閉的框式布局，取消了轉(zhuǎn)盤(pán)，各工位的轉(zhuǎn)動(dòng)改為移動(dòng)，通過(guò)滾動(dòng)輸送完成，轉(zhuǎn)向工作與移動(dòng)式相同，采用轉(zhuǎn)向推動(dòng)小車(chē)完成。該類(lèi)生產(chǎn)線為上下模同線，可根據(jù)生產(chǎn)效率和場(chǎng)地條件進(jìn)行一套及一套以上模具同線生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)場(chǎng)地，提高生產(chǎn)效率，解決轉(zhuǎn)臺(tái)式生產(chǎn)線生產(chǎn)中大型鑄件設(shè)備龐大的問(wèn)題，且設(shè)備投資小。

　　2.4 造型系統(tǒng)其它注意事項(xiàng)

　　對(duì)于V法造型線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作，在以下幾個(gè)方面還需要注意。

　　覆膜機(jī)構(gòu)距離模具型板的高度問(wèn)題。V法造型時(shí)盡量縮短覆膜時(shí)間，以便于在薄膜降溫很少的情況下完成覆膜、成型。如果覆膜機(jī)構(gòu)距離模具型板高度較高，覆膜結(jié)構(gòu)下行覆膜時(shí)間較長(zhǎng)，薄膜降溫較大，覆膜成型困難，造成太多覆膜成型不良的情況，甚至薄膜破裂，影響鑄件質(zhì)量。另外，冷模進(jìn)行覆膜時(shí)模具本體溫度較低，覆膜成型困難，需要對(duì)模具進(jìn)行烘烤、升溫，可以利用覆膜機(jī)構(gòu)烘烤器對(duì)模具進(jìn)行烘烤、升溫。如果覆膜機(jī)構(gòu)距離模具型板高度較高，則無(wú)法進(jìn)行對(duì)模具烘烤、升溫，或者操作困難，或升溫效果極差，制作專(zhuān)用的設(shè)施對(duì)模具進(jìn)行烘烤、升溫。

　　鑄型脫模機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在的V法造型系統(tǒng)中的鑄型脫模結(jié)構(gòu)多采用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)直接進(jìn)行鑄型起模和翻轉(zhuǎn)操作，由于翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與砂箱的精準(zhǔn)定位難以實(shí)現(xiàn)，致使翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在起模時(shí)由于定位偏差造成鑄型偏移變形，涂層破裂和疏松，甚至薄膜破裂，定位芯頭間隙增大。落芯、合箱后出現(xiàn)芯頭處刺破薄膜漏氣、掉砂，坭芯定位不準(zhǔn)導(dǎo)致鑄件壁厚嚴(yán)重不均等等。為此，對(duì)于鑄型脫模，建議采用增設(shè)頂箱起模機(jī)構(gòu)，在頂箱起模機(jī)構(gòu)完成頂箱起模后，采用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)移出和翻箱操作，或采用起重設(shè)備移箱、翻轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行翻箱操作，避免因翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與砂箱定位不準(zhǔn)造成的鑄型偏移變形、涂層破裂和疏松、薄膜破裂等缺陷。

　　3. 鑄鋼件V法鑄造工藝的設(shè)計(jì)

　　對(duì)于V法鑄造工藝的設(shè)計(jì)，不是只完成單個(gè)鑄件的工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)該是先完成單個(gè)鑄件的澆冒口系統(tǒng)、坭芯設(shè)計(jì)、透氣設(shè)計(jì)、冷鐵等的設(shè)計(jì)，然后，根據(jù)工廠現(xiàn)有V法裝備的實(shí)際和生產(chǎn)效率等進(jìn)行模具的工藝布置設(shè)計(jì)，合理布置，重新進(jìn)行澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。之后進(jìn)行模型體和型板上的抽氣塞設(shè)計(jì)(大小、位置、間距等設(shè)計(jì))，抽氣塞的設(shè)計(jì)必須自行進(jìn)行，不能交由模具設(shè)計(jì)和制作單位進(jìn)行，抽氣塞設(shè)計(jì)是否合理對(duì)后續(xù)生產(chǎn)中的覆膜效果影響很大，同時(shí)影響生產(chǎn)中抽氣塞破損、堵塞后的更換。上述工作完成之后開(kāi)始進(jìn)行砂箱的設(shè)計(jì)工作，抽氣布局要合理，尤其是澆口和冒口附近，由于薄膜氣化和涂層受熱嚴(yán)重，真空泄漏較多，應(yīng)在該部位增大真空抽氣量，保證該部位的負(fù)壓滿(mǎn)足實(shí)際需要。在進(jìn)行砂箱設(shè)計(jì)時(shí)，不能只考慮真空度是否滿(mǎn)足，砂箱的負(fù)壓室容積必須保證足夠的抽氣量，否則，即便是真空度足夠，抽氣量不足同樣造成鑄型緊實(shí)率不足、砂型硬度不夠，澆注過(guò)程中甚至?xí)纱水a(chǎn)生砂型垮塌。

　　3.1 多品種、中小批量生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)

　　對(duì)于中小型鑄造企業(yè)，多為小批量多品種生產(chǎn)。為此，該類(lèi)型鑄造企業(yè)的V法鑄造生產(chǎn)線應(yīng)符合小批量多品種生產(chǎn)的需要，同時(shí)滿(mǎn)足某一產(chǎn)品中批生產(chǎn)的需要。有些中小企業(yè)的V法鑄造生產(chǎn)線采用上下模共線、多套模具順序移動(dòng)的設(shè)計(jì)，致使企業(yè)模具投入較大，因多套模具順序移動(dòng)單箱造型周期過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低下。

　　在V法鑄造生產(chǎn)線符合小批量多品種生產(chǎn)的要求外，相應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)也應(yīng)符合這一要求。工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)在生產(chǎn)線最大鑄型輪廓的前提下進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)?？梢园凑斩嗉残瓦M(jìn)行工藝布局設(shè)計(jì);可以根據(jù)產(chǎn)品外型、結(jié)構(gòu)和規(guī)格大小進(jìn)行分類(lèi)，采用共用底板框和小底板組合的形式進(jìn)行多品種共型的工藝設(shè)計(jì)。通過(guò)多件共型達(dá)到提高生產(chǎn)效率之目的，通過(guò)共用底板框和小底板組合的形式實(shí)現(xiàn)多品種同時(shí)生產(chǎn)或輪番生產(chǎn)的目的，從而實(shí)現(xiàn)多品種中小批量生產(chǎn)的需求和效益。

　　3.2 澆注系統(tǒng)(包括冒口)的設(shè)計(jì)

　　對(duì)于澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不少文獻(xiàn)和資料均有詳盡解說(shuō)，在此不再贅述，僅就注意事項(xiàng)簡(jiǎn)要說(shuō)明。

　　澆注系統(tǒng)盡量采用半開(kāi)半閉方案，這種扼流型澆注系統(tǒng)可以有效避免高紊流狀態(tài)發(fā)生，可以降低金屬液在充型腔過(guò)程中的流動(dòng)速度和對(duì)型壁、坭芯的沖擊，減少鑄造缺陷。

　　盡量采用陶瓷材料成型澆注系統(tǒng)，避免鋼水長(zhǎng)時(shí)間沖刷澆道而造成由于夾砂、夾涂料產(chǎn)生的鑄造缺陷。

　　盡可能采用中間澆注方式，這樣可以減少因底注造成對(duì)上型壁長(zhǎng)時(shí)間烘烤造成塌型、上型凹陷、薄膜和涂料產(chǎn)生的氣孔等，亦可減弱頂注產(chǎn)生對(duì)下型壁和坭芯的沖擊、紊流和裹氣等缺陷。

　　合理布置冒口，尤其是明冒口布置，一般應(yīng)布置在澆口附近和遠(yuǎn)離澆口的鑄件末端，便于透氣和排氣，易于鑄件成型和減少氣孔。

　　3.3 砂芯的設(shè)計(jì)

　　砂芯的設(shè)計(jì)主要是排氣問(wèn)題，在砂芯的分芯面上開(kāi)挖排氣和集氣通道，在這些通道上扎制砂芯內(nèi)部排氣孔，再將這些排氣和集氣通道進(jìn)行匯集，通過(guò)匯集點(diǎn)向鑄型外排出，使得砂芯內(nèi)氣體有效排出型外，避免氣孔和鑄件內(nèi)壁氧化等缺陷。具體操作見(jiàn)圖3-1、3-2。

　　3.4 澆注速度、真空保持時(shí)間的設(shè)計(jì)

　　由于V法鑄造的真空特點(diǎn)，澆注過(guò)程中，外型和坭芯均處于真空狀態(tài)，其澆注充型的能力遠(yuǎn)大于其它鑄造工藝。鑒于V法鑄造冷卻緩慢和真空特性，澆注溫度不宜偏高，目的是為了避免或減弱收縮類(lèi)缺陷。

　　在通氣和排氣系統(tǒng)適當(dāng)?shù)那闆r下，在澆注末期透氣孔不出現(xiàn)“嗆火”狀態(tài)下可以提高澆注速度，滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量前提下，可以在平常澆注速度的基礎(chǔ)上提高20%～30%;澆注終了的點(diǎn)澆等與其它工藝相同。

　　4. 鑄鋼件V法鑄造用工裝模具的設(shè)計(jì)及制作

　　4.1 多品種、中小批量生產(chǎn)用抽氣箱和模底板的設(shè)計(jì)

　　目前，仍有部分企業(yè)的V法鑄造用抽氣箱和模底板分體設(shè)計(jì)的狀況。隨著V法鑄造技術(shù)被越來(lái)越多的鑄造企業(yè)采用和V法鑄造技術(shù)不斷推進(jìn)，現(xiàn)在的抽氣箱和模底板多采用一體化整體制作，采用定位銷(xiāo)、導(dǎo)向銷(xiāo)和特制箱夾機(jī)構(gòu)確保加砂振實(shí)過(guò)程中砂箱、抽氣箱和模底板定位精準(zhǔn)、整體振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制作工藝簡(jiǎn)化、操作簡(jiǎn)單，避免鑄型緊實(shí)率偏低、涂層破裂等現(xiàn)象。

　　4.2 多品種、中小批量生產(chǎn)用模具的設(shè)計(jì)

　　由于中小型鑄造企業(yè)多為多品種、小批量生產(chǎn)模式，對(duì)于這類(lèi)企業(yè)的V法鑄造用工裝模具，應(yīng)按照其生產(chǎn)特性進(jìn)行設(shè)計(jì)和制備。按照多件共型進(jìn)行工藝布局設(shè)計(jì);根據(jù)產(chǎn)品外型、結(jié)構(gòu)和規(guī)格大小分類(lèi)，采用共用底板框和小底板組合的形式進(jìn)行多品種共型的工藝設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)多品種中小批量生產(chǎn)的同時(shí)，達(dá)到高效生產(chǎn)。

　　在V法鑄造技術(shù)引進(jìn)后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，V法鑄造的模具多為木模結(jié)構(gòu)。對(duì)于單件小批生產(chǎn)而言，還能夠滿(mǎn)足鑄件尺寸精度對(duì)于模具的要求。但是，由于V法振實(shí)的需要，木模的強(qiáng)度、剛度及其與型板的聯(lián)接固定均不能充分滿(mǎn)足生產(chǎn)和鑄件尺寸精度的要求，特別是木模經(jīng)過(guò)一段時(shí)間生產(chǎn)使用后，模型體與型板間的金屬聯(lián)接因連接件的木質(zhì)和金屬性能存在巨大差異，模型體與型板間定位間隙增大，二者發(fā)生較大錯(cuò)移，致使鑄件發(fā)生錯(cuò)型等缺陷，無(wú)法滿(mǎn)足鑄件尺寸精度要求;同時(shí)，由于木模承受機(jī)械振動(dòng)的能力限制，木模容易破損、失效，對(duì)于那些大型的由多層疊加組合的木模尤為明顯;由于木質(zhì)模具易于吸收空氣中的水分，尤其是處在南方的鑄造企業(yè)，在不斷的生產(chǎn)或存放工廠中，木模容易產(chǎn)生整體翹曲等變形，造成木模失效、報(bào)廢。

　　在V法鑄造生產(chǎn)實(shí)際中，不斷進(jìn)行V法鑄造模具材質(zhì)選用和制作工藝的探索。鋼骨架的環(huán)氧樹(shù)脂塑料模優(yōu)于木模，但環(huán)氧樹(shù)脂的毒性危害、恒溫固化及容易粘膜等不足，不能很好適用于V法鑄造模具的制作和生產(chǎn);球鐵由于強(qiáng)度和耐磨性適中而被廣泛應(yīng)用于模具制作，球鐵模具吸熱較慢放熱也較慢，V法鑄造覆膜時(shí)EVA薄膜溫度和球鐵模的溫差大，致使EVA薄膜溫度下降幅度較大，覆膜困難，只有在開(kāi)工生產(chǎn)之前對(duì)球鐵模具進(jìn)行預(yù)熱處理方可滿(mǎn)足覆膜要求。在常用金屬中，鋁的比熱容相對(duì)較大，達(dá)到0.88KJ/Kg .℃，而鋼、鐵的比熱容只有鋁的一半多點(diǎn)，為0.46KJ/Kg .℃。根據(jù)比熱容大吸熱快散熱也快的特性，用金屬鋁(或合金鋁)制作模具，模具烘烤預(yù)熱速度快、儲(chǔ)熱量大，覆膜時(shí)鋁模和EVA薄膜的溫差小，不粘膜，對(duì)EVA薄膜成型影響較球鐵模小。所以，鋁模較球鐵模更適于制作V法鑄造模具。天瑞鑄造自2004年開(kāi)始使用鑄鋁模具至今，使用狀態(tài)一直穩(wěn)定，所有的V法鑄造模具均采用鑄鋁材質(zhì)。

　　木模由于組織疏松，即便同樣采用加工中心進(jìn)行模具制作，其表面粗糙度仍然大于鋁模和其它金屬模具，即便最后采用拋光處理后表面光亮，根據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律，其平整程度還是不及鋁模。鋁模情況如圖4-1、4-2所示。

　　4.3 多品種、中小批量生產(chǎn)用砂箱的設(shè)計(jì)

　　適用于中小型V法鑄造企業(yè)生產(chǎn)的模具采用了適合多品種、中小批量生產(chǎn)的模具，那么，與之配套的砂箱也應(yīng)盡可能采用共用設(shè)計(jì)，減少V法鑄造用砂箱的類(lèi)型，更好地適用于生產(chǎn)線生產(chǎn)的需要。不管是多件共型，還是多品種分組共型，在進(jìn)行砂箱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照工藝設(shè)計(jì)實(shí)際進(jìn)行多件共型和多品種分組共型的砂箱設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“一箱多用”，減少砂箱制作的投入和便于組織生產(chǎn)線生產(chǎn)。

　　5. 鑄鋼件V法鑄造用主要原輔材料的選擇

　　V法鑄造的三個(gè)關(guān)鍵元素即真空、V法鑄造用EVA塑料薄膜和V法涂料，這三個(gè)元素不但是V法鑄造的充要條件，同時(shí)，選擇和處理不當(dāng)會(huì)引發(fā)一系列的鑄造缺陷。所以，對(duì)于V法鑄造用主要原材料需要根據(jù)工藝、質(zhì)量和合理性等方面進(jìn)行綜合性選擇。

　　5.1 V法鑄鋼用涂料的選擇

　　V法涂料之于V法工藝生產(chǎn)鑄鋼件而言，屬于關(guān)鍵材料。除了起到耐火、防止粘砂的作用外，澆注過(guò)程中在薄膜氣化后還起到代替薄膜的密封作用，其物理性能和工藝性能對(duì)涂覆、型腔成型、鑄件質(zhì)量影響很大。所以，對(duì)V法涂料總體性能的要求可以概述為：除了滿(mǎn)足物理性能之密度、條件粘度、固體含量、懸浮性外，還要滿(mǎn)足其工藝性能之附著性、涂掛性、流平性、不流淌性和工作性能之耐磨性、發(fā)氣性、抗裂性、抗粘砂性，高溫沖擊下穩(wěn)定性好，能夠快速自干，自干后強(qiáng)度高，不分層，不開(kāi)裂，耐火度高，剝離性好。根據(jù)鑄件的質(zhì)量要求和生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)涂料的要求應(yīng)關(guān)注其發(fā)氣量、抗裂性、燒結(jié)性能，減少涂料中有機(jī)物的添加，增加涂料的氧化吸氣性能。涂料發(fā)氣量小可以減少表面氣孔缺陷，尤其是冷鐵和鋼水界面的蜂窩狀氣孔;涂料抗裂性好，可以避免鑄型振實(shí)過(guò)程和翻箱過(guò)程中發(fā)生涂層開(kāi)裂，進(jìn)而產(chǎn)生鑄件脈紋和夾砂缺陷;涂料燒結(jié)性能好可以有效減少鑄件粘砂缺陷;涂料有機(jī)物的減少能夠減弱增碳幅度;涂料中添加鋁粉或氧化鐵粉，可增強(qiáng)涂料的燒結(jié)性能、減少鑄件表面氣孔。近年來(lái)，不少涂料生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)復(fù)合型涂料，這種復(fù)合型涂料對(duì)于澆注溫度較低的金屬效果還算可以，對(duì)于普通鑄造工藝的鑄鋼件生產(chǎn)也能滿(mǎn)足要求。但是，減少和取消鋯英粉骨料的添加，降低了涂料的燒結(jié)性能，緣于V法鑄造的真空吸附作用，鋼水極易滲入涂層造成粘砂缺陷。所以，對(duì)于復(fù)合型V法鑄鋼涂料，采用時(shí)必須謹(jǐn)慎。

　　5.2 V法鑄鋼用EVA塑料薄膜的選擇

　　對(duì)于V法鑄鋼件使用的EVA塑料薄膜，就是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的簡(jiǎn)稱(chēng)。生產(chǎn)工藝分為流延法和吹膜法，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。流延膜的優(yōu)點(diǎn)是薄膜厚度薄而均勻、拉伸強(qiáng)度大耐烘烤，薄膜烘烤和覆膜時(shí)不易破損，缺點(diǎn)是斷裂伸長(zhǎng)率的縱橫向差異偏大，覆膜后薄膜殘余強(qiáng)度大易成型不良。吹塑膜存在薄膜稍厚且不均勻，拉伸強(qiáng)度低于流延膜，薄膜烘烤和覆膜時(shí)易出現(xiàn)破損，但吹塑膜斷裂伸長(zhǎng)率的縱橫向差異小，覆膜后薄膜殘余強(qiáng)度小易成型。

　　對(duì)于V法鑄造用EVA塑料薄膜的選用，主要從如下幾個(gè)方面進(jìn)行分析考量、選擇。

　　薄膜類(lèi)型的選擇：對(duì)于各個(gè)維度方向都比較復(fù)雜的工件，盡量選用方向性較小的吹塑膜，而對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、平整表面較多的中大型工件，流延膜和吹塑膜均可選用。

　　薄膜厚度的選擇。一般情況下，為了便于成型，我們習(xí)慣選擇稍厚的薄膜。由于EVA薄膜較大的斷裂延伸率，并且薄膜的極限拉伸比與厚度成正比，在這種情況下，雖然覆膜良好，不易破損。但是，由于EVA薄膜厚度較大，合理烘烤覆膜時(shí)延伸比例較大，即覆膜時(shí)薄膜的延伸面積過(guò)大，覆膜后在高低差別不大的部位容易形成所謂的“橋”，在平整表面形成薄膜的褶皺和重疊，澆注時(shí)這些充裕的薄膜不易氣化或氣化時(shí)間長(zhǎng)，鑄件表面容易形成氣孔和夾砂。厚薄膜在烘烤不良的情況下，可以減少薄膜形成的“橋”和褶皺，但由于烘烤不良，造成薄膜殘余應(yīng)力較大，澆注時(shí)薄膜氣化不良，造成薄膜裹挾砂子、涂料，待薄膜最后完全氣化后，鑄件容易產(chǎn)生嚴(yán)重的夾砂和氣孔。另外，由于薄膜厚度較大，發(fā)氣量大，易于增碳，對(duì)于鑄鋼件尤為不利。

　　為此，對(duì)于鑄鋼件用EVA鑄造薄膜厚度的選擇，按照型腔表面積、薄膜延伸率和鑄件結(jié)構(gòu)的高度差等情況進(jìn)行綜合計(jì)算和選定比較科學(xué)。首先概算砂箱內(nèi)腔最大輪廓面積和型板最大表面積初步確定采用EVA薄膜的幅度，然后概算形成整個(gè)型腔的總表面積，按照鑄造工藝概算模具上相鄰結(jié)構(gòu)的最大高度差。由于采用EVA薄膜的幅度已經(jīng)根據(jù)型板的面積給予確定，那么后續(xù)的厚度、延伸率和極限拉伸率的計(jì)算都是在定面積薄膜的條件下進(jìn)行的。根據(jù)薄膜的延伸率和型腔最大表面積進(jìn)行厚度選擇，根據(jù)模具上相鄰結(jié)構(gòu)的高度差選定薄膜的極限拉伸比，并據(jù)此對(duì)初選薄膜厚度進(jìn)行微調(diào)。

　　在定面積薄膜的條件下，如果選用厚度大的薄膜，烘烤覆膜的極限表面積過(guò)大，反而造成覆膜不良，達(dá)不到覆膜要求，且薄膜氣化效果差、發(fā)氣量大、易增碳。要想達(dá)到覆膜要求，則需降低烘烤溫度，這樣又會(huì)造成覆膜后薄膜參與應(yīng)力過(guò)大，澆注時(shí)薄膜容易裹挾涂料和砂子而形成一系列鑄造缺陷。

　　在定面積薄膜的條件下，如果模具上相鄰結(jié)構(gòu)的高度差不大，薄膜的極限拉伸比與厚度成正比，選用厚度大的薄膜，反而造成覆膜不良，達(dá)不到覆膜要求。另外，對(duì)于薄膜的延伸強(qiáng)度和延伸率選擇也不是越大越好，這是因?yàn)楹婵尽⒏材ぶ氨∧さ拇笮∫呀?jīng)確定，合適即可。同時(shí)，采用厚膜生產(chǎn)，其成本增加較多。

　　綜上所述，對(duì)于V法鑄造用EVA塑料薄膜的選用，無(wú)論是流延膜還是吹塑膜，應(yīng)以適用、經(jīng)濟(jì)、減少鑄件缺陷為原則，不可盲目追求某些性能指標(biāo)。當(dāng)然薄膜不能存在氣泡、雜質(zhì)缺陷，更不能為防止粘模而涂覆滑石粉。

　　5.3 V法鑄鋼用芯撐的選擇

　　V法鑄造與傳統(tǒng)鑄造一樣需要使用芯撐，采用傳統(tǒng)的芯撐時(shí)，在澆注過(guò)程中由于鑄型真空度下降，致使芯撐陷入型壁造成壁厚不均。同時(shí)，如果采用表面積較大的傳統(tǒng)芯撐時(shí)，除了由于芯撐不易熔合產(chǎn)生“撐疤”缺陷外，還會(huì)在芯撐附近產(chǎn)生氣孔缺陷。根據(jù)工藝試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，采用壁厚小于0.4-0.7mm、熔合性好、沖孔率高、孔徑大、能夠滿(mǎn)足承重要求的新型穿孔芯撐，這種穿孔芯撐采用沖孔板滑塊成型，接觸面積大，易熔合，易排氣，既滿(mǎn)足鑄件的質(zhì)量要求，又能起到內(nèi)冷鐵的作用。

　　5.4 V法鑄鋼用冒口的選擇

　　采用V法鑄造工藝生產(chǎn)鑄鋼件，與傳統(tǒng)鑄造一樣離不開(kāi)冒口，冒口在V法鑄造的作用甚至大于傳統(tǒng)鑄造。

　　明冒口在V法鑄造中主要起透氣作用，通過(guò)明冒口透入空氣形成正負(fù)壓差而使得型腔形成并始終保持。但是，明冒口的補(bǔ)縮作用較差，除非澆注后馬上在明冒口上覆蓋保溫劑，再覆干砂和背膜，才能起到一定的補(bǔ)縮作用。根據(jù)明冒口在V法鑄造中特殊作用，一般應(yīng)布置在澆口附近和遠(yuǎn)離澆口的鑄件末端，除了便于透氣和排氣外，易于鑄件成型和減少氣孔。

　　對(duì)于鑄造熱節(jié)的有效補(bǔ)縮，還是依靠暗冒口。暗冒口盡量采用保溫材料制作的保溫冒口，不要采用模具自成型的暗冒口，這種模具自成型的暗冒口無(wú)法排氣，且極易造成鑄件夾砂。在V法鑄造中使用保溫暗冒口時(shí)有別于傳統(tǒng)砂型鑄造，在傳統(tǒng)砂型鑄造中使用保溫暗冒口時(shí)，其頂部的透氣孔與上型貫通即可，而V法鑄造中為防止冒口中落入干砂，在保證透氣的情況下須采取防落砂措施，用粗砂打制透氣砂芯，安放與保溫暗冒口頂部的透氣孔中，并與冒口一起用薄膜裹覆。

　　由于V法鑄造的真空特性，致使發(fā)熱保溫冒口因缺少空氣而不能充分燃燒，發(fā)熱冒口延長(zhǎng)冒口補(bǔ)縮時(shí)間和補(bǔ)縮能力的特性無(wú)法發(fā)揮，使得發(fā)熱保溫冒口在V法鑄造工藝中應(yīng)用受限。要想使發(fā)熱保溫冒口在V法鑄造中能夠正常充分燃燒、發(fā)熱，發(fā)揮其發(fā)熱、保溫特性，就需要設(shè)法使得發(fā)熱保溫冒口在澆注全過(guò)程始終處于和外界空氣連通的狀態(tài)。對(duì)于發(fā)熱保溫冒口，應(yīng)該控制延時(shí)燃燒時(shí)間。低溫燃燒材料加入過(guò)多，縮短延時(shí)燃燒時(shí)間，發(fā)熱保溫冒口提前燃燒、發(fā)熱，縮短發(fā)熱保溫冒口的有效保溫時(shí)間和效能，產(chǎn)生的氣體會(huì)阻止鋼水順利進(jìn)入冒口，冒口貯存鋼水量不足，冒口補(bǔ)縮效果不良;低溫燃燒材料加入過(guò)少，延時(shí)燃燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)熱保溫冒口不能在適宜的時(shí)間燃燒、加熱鋼水，發(fā)熱保溫冒口的有效保溫時(shí)間和效能仍然不足，同時(shí)，低溫燃燒材料不能很好地引燃高溫發(fā)熱材料，冒口的保溫效能不能充分實(shí)現(xiàn)。根據(jù)鋼水的充型過(guò)程、發(fā)熱保溫冒口中保溫材料的保溫效能，發(fā)熱保溫冒口的延時(shí)燃燒時(shí)間控制在15秒左右比較合適。

　　6. 鑄鋼件V法鑄造配套的熔煉和澆注設(shè)備的選擇

　　6.1 V法鑄鋼熔煉方法及設(shè)備的選擇

　　由于國(guó)家鑄造行業(yè)政策的限制，新上馬的鑄造企業(yè)和進(jìn)行改造的鑄造企業(yè)均不能采用普通電弧爐進(jìn)行鋼水的熔煉，大部分中小型鑄造企業(yè)采用小規(guī)格的中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行冶煉生產(chǎn)。對(duì)于一般質(zhì)量要求的鑄鋼件和小批量生產(chǎn)規(guī)模而言還能夠滿(mǎn)足要求，但對(duì)于已經(jīng)按生產(chǎn)線布局的V法鑄造生產(chǎn)線而言，小噸位的中頻感應(yīng)電爐就不能滿(mǎn)足生產(chǎn)和質(zhì)量要求。由于這些感應(yīng)爐熔煉的鋼水量較少，無(wú)法很好地進(jìn)行鋼水的除渣、脫氧及鋼水凈化，同時(shí)，又限制了鋼水盛裝及澆注方式，鋼水的爐外精煉措施無(wú)法實(shí)施，純凈鋼水澆注很難實(shí)現(xiàn)，致使鑄件的質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)條件的要求，進(jìn)而使得很多質(zhì)量要求高的鑄件無(wú)法生產(chǎn)。一爐鋼水或許只能澆注一箱鑄件，冶煉和澆注的成本大大上升，整條V法鑄造生產(chǎn)線那么多系統(tǒng)在消耗能源，就只澆注一箱鑄件，設(shè)備和動(dòng)能的消耗該如何計(jì)算呢?

　　為此，建議中小型鑄造企業(yè)在上馬或改造前，認(rèn)證進(jìn)行鋼水需求量的計(jì)算和生產(chǎn)安排的計(jì)算，采購(gòu)使用3噸以上的中頻感應(yīng)電爐，保證一次熔煉鋼水的數(shù)量能夠適宜進(jìn)行鋼水的爐外凈化或精煉處理，也便于采用合理的澆注方式，獲得合格鑄件。

　　6.2 V法鑄鋼澆注設(shè)備的選擇

　　在一些中小型鑄鋼企業(yè)，至今還有采用鐵水澆注用的普通揺包進(jìn)行鑄鋼件的澆注，甚至連茶壺包都不愿使用。由于鋼水的粘性大于鐵水，夾渣較多，鑄件的渣氣孔缺陷非常嚴(yán)重;加上揺包的鋼水裸露，鋼水氧化、吸氣情況嚴(yán)重，致使鑄鋼件的氣孔缺陷無(wú)法去除;鋼水裸露又使得鋼水降溫速度加快，出鋼溫度自然被抬高，增大鋼水氧化、吸氣的能力。

　　所以，建議中小型鑄鋼件企業(yè)，以生產(chǎn)線的方式組織生產(chǎn)，以稍大些噸位的電爐就行鋼水熔煉，采用塞桿底注式澆包就行多箱澆注，這種底注包加裝透氣磚和吹氬氣裝置后可以進(jìn)行鋼水的爐外精煉，亦可以對(duì)鋼水進(jìn)行喂絲處理，從而達(dá)到凈化鋼水、改善非金屬夾雜物和微調(diào)成分的作用。底注包上部的鋼渣能夠很好地對(duì)鋼水保溫和避免鋼水裸露氧化。目前，這種塞桿底注式澆包可以做到2噸的規(guī)格。

　　7. 總結(jié)及展望

　　V法鑄造技術(shù)是一個(gè)完整的系統(tǒng)，我們不能把V法鑄造技術(shù)簡(jiǎn)化為V法鑄造設(shè)備或生產(chǎn)線。V法鑄造設(shè)備或生產(chǎn)線體現(xiàn)了V法鑄造技術(shù)，但不是全部，關(guān)鍵還是工藝技術(shù)。設(shè)備(包括工裝和模具)是保障手段，工藝技術(shù)是核心，材料是基本。用設(shè)備實(shí)現(xiàn)最后的所謂“交鑰匙”工程，基本上全部失敗。所以，實(shí)現(xiàn)V法鑄造技術(shù)達(dá)到的鑄件品質(zhì)和效益，需要對(duì)V法鑄造生產(chǎn)技術(shù)的全過(guò)程、全系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真、全面、詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì)，細(xì)節(jié)決定成敗，不可輕視。

　　我國(guó)V法鑄造技術(shù)的運(yùn)用群體，主要是中小型鑄造企業(yè)，針對(duì)中小型鑄造企業(yè)采用V法鑄造技術(shù)生產(chǎn)鑄鋼件，依據(jù)生產(chǎn)和工藝實(shí)踐進(jìn)行上述總結(jié)。

　　為不斷推動(dòng)V法鑄造技術(shù)發(fā)展，全體V法鑄造技術(shù)工作者均應(yīng)不斷地進(jìn)行總結(jié)、改進(jìn)和完善，逐步推廣V法鑄造技術(shù)的應(yīng)用范圍，全面推動(dòng)V法鑄造技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。

　　作者簡(jiǎn)介：

　　張海勛，天瑞集團(tuán)鑄造有限公司。從事礦山、工程機(jī)械配件和鐵路配件的鑄造工藝、機(jī)加工工藝和熱處理工藝設(shè)計(jì)，從事上述產(chǎn)品V法鑄造工藝達(dá)11年，目前主要從事國(guó)內(nèi)鐵路鑄鋼件、北美鐵路鑄鋼件和獨(dú)聯(lián)體國(guó)家鐵路鑄鋼件生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證。