V法铸造工艺课件VIP

v法铸造，刘馀松2010年07月，1，v法铸造的概况，v法造型是真空密封造型铸造技术，又称为真空密封造型法或v法(Vacuummolding )，也称为减压或负压造型法。 是一种特殊的铸造方法，采用没有粘合剂的干砂作为造型材料，用塑料薄膜密封特殊的砂箱，用真空泵排出模内空气，引起铸模内外的压力差，凝固干砂，形成必要的模腔，进行金属液浇注，得到铸件。 v法造型技术起源于日本。 最初是1971年长野县工业试验场开发的，此后，世界上发展迅速。 中国在1980年代初引进了这项技术，之后在中国得到了广泛发展。 近年来，这种铸造方法成为生产厚灰铸铁材料的重要铸造技术。 另外，所需投资少，效率高，铸件表面质量好，很快就能取代粘土砂造型技术的一部分。 同时，由于经济效益的优势，在一定范围内，将取代树脂砂、水玻璃砂的生产。 随着科学家对该方法的深入研究，利用v法开发出铸造钢材、球墨铸铁材、铝合金制品等铸造制品。 v法造型技术是日本长野县工业实验所和秋田株式会社1960年代末70年代初发明开发的特殊铸造方法，70年代初v法造型技术传入欧洲，在美国、俄罗斯、德国、法国等国家， v法造型技术投入后世界上使用了十几个国家和地区约300条生产线，生产设备逐渐向大型化和超大型化方向发展，铸件材质有铸钢、铸铁和有色金属，铸件壁厚一般为3340mm。 应用这个技术最大的是日本。 1977年，新东工业株式会社和前田铁工所共同开发的模板尺寸为2300mm1500mm320/320mm的转台4站铁锅片v法生产线的生产率为10箱/h，现在日本使用了约200多台生产装置。 日本的新东公司已向世界各国销售近200台v型造型线设备，沙箱尺寸达7000mm4000mm1100/800mm，生产率达1517箱/h。 前苏联从1975年开始研制v法造型装置，首先制造了几台BHI-I000型v法造型装置，生产成功，并且BHI-1600型、2000型、2000/1600型和1200/100-4型单站、梭式和4站在维克破碎设备工厂、奥克斯建设机械工厂、安集延机械工厂和重型机械工厂等设置了v法造型线。 在美国和德国各有数十家工厂采用v法生产，在德国的PASSAVNT水处理厂也采用v法设置了生产线，取得了生产阀门类铸件等效果。 因为v法造型技术的铁液流动性比较好，所以铸造了薄壁零件，1974年8月建立了广岛长州浴缸工厂的v法生产线，适合取代传统的湿式造型技术。 80年代北京化学工业设备厂也从新东工业株式会社进口了配套的高自动化浴缸铸造生产线。 叉车的平衡重生产、叉车等设备需要大量的平衡重，用v法铸造平衡重的表面清洁，节省了砂和涂装的时间，且重量偏差小，厚度达到350mm，重量可达到1600kg 合肥叉车工厂也用这种方法生产重物出口到日本，日本新东工业株式会社的开发情况在1978年10月开发时，超大型v法造型设备用于铸造钢琴弦列，砂箱内的尺寸为3000mm1650mm，各工序自动完成，第一条全自动v法生产拉同年也改造了上述浴缸生产线，实现了全自动化。 1980年2月，开发出了小型低成本的v法VJP通用造型线，其设备的高度操作方式适用于旧工厂的改造，砂箱尺寸固定为1300mm1300mm310/310mm，价格较低，到1991年为止，日本共交付了17台该造型设备。 压铸铝合金和铸钢的应用，v法铸造铝合金的工艺美术型门框、扶手也在发展。这是v法开发初期开发的，1991年已经交付了11条生产线，最大砂箱尺寸为4900mm2200mm200/300mm。 当然，由于铝合金浇注温度低，塑料膜燃烧后的残渣与沙子粘在一起，会影响填充的干砂的密度，影响铸件的质量，这仍是一个需要解决的问题。 v法也可以用于铸造铸件。 铸件的冒口多，充分发挥通气孔的作用，良好地维持型腔和大气的差压，有利于铸件成形。 现在对铁路叉子和大型球阀的生产很有用。 其砂箱尺寸分别为6700 mm780 mm300 mm、2000mm2000mm1100/500mm。 山海关桥梁工厂也用v法生产铁路叉子。 发展大型、超大型的v法设备是一种趋势，用v法解决大型铸件造型比其他振动、压实等方法容易得多。 特大型铸件可以用抛砂机、脂砂等方法造型，但尺寸精度与v法比较困难。 新东工业株式会社于1985年3月开发了砂箱尺寸3800mm1400mm600/400mm的管元件v法造型线，于1990年3月建成了新型浴槽生产线，砂箱尺寸2200mm1300mm725/355mm，生产率15型/在铸件重量为6000kg的1989年6月，开发出了铸件尺寸为7000mm4000mm1000/800、机重为65t的v造型机，并生产了铝舟的外壳。 v法的造型不仅可以生产大型、形状比较简单的铸件，还可以生产砂芯、形状比较复杂的铸件。 日本研究机床铸件、汽车铸件的v法造型技术。 德国HWS公司、德国HWS公司是新东集团的国际成员，从1976年开始到现在生产了46条v法造型线，一部分v法造型线的状况如表1所示。 由于v法造型在国内的发展和应用，1985年北京化工设备厂使用进口框尺寸为2200mm1300mm600/280mm、生产率为15箱/h的v法造型设备生产了浴池。 80年代中期沈阳铸造厂和沈阳重机厂分别从日本的新东和英国进口生产率为312箱/h的v法造型线，生产耐磨材料和烧结炉条铸件。 上海铁锅厂在日本新东公司v法造型生产线生产浴缸。 安徽蚌埠火锅厂采用国产v法造型线生产浴缸，砂箱尺寸为1300mm1300mm。 1986年山海关桥梁厂，从日本新东公司以7100mm800mm310/310mm的v法造型线生产铁路渡线，年生产万吨渡线铸件。 1992年安徽安东铸造有限公司进口日本新东公司的v法造型线，取得了叉车的平衡。 1997年广西某铸造公司采用国产砂箱尺寸为1200mm1000mm250/250mm的v法造型线生产球磨耐磨铸件。 2000年厦门某铸造厂采用国产砂箱尺寸1650mm1500mm500/500mmmV法平衡叉车。 1999年山西华翔集团公司引进日本新东公司的v法造型线生产出口平衡重的铸件，年产量达到3万吨。 山东沧州机床制造有限公司2003年采用v法技术，生产了2700mm1024mm三种挖掘机重物铸件。 山东鲁星搪瓷厂采用国产v法成型生产线，砂箱尺寸为2000mm1700mm。 北京叉车总厂采用v法平衡常州林业机械厂、北京菲美特机械厂、澳安矿局王庄煤矿、山东凯山工程机械厂等采用v法生产线生产设备生产各种铸件，获得了较好的经济和社会效益。 安徽合肥铸造工厂有三条国际先进水平的v法铸造生产线，每年能生产3万吨铸件，主要平衡叉车，获得亚太经济博览会金奖，97年获得第四届国际铸造工业展览会金奖，产品出口到日本、韩国和欧洲市场山西北绿树铸造有限公司采用v法技术生产叉车和工程机械重物，具有尺寸精度高、表面清洁等特点。 山东泰山前田锅炉有限公司是中国第一家生产燃料气体锅炉的厂家，是采用v法生产铸铁锅炉铸铁锅片，铸件形状简单，但带砂芯，技术复杂，采用v法生产复杂零件的典型。其v法造型线是根据前田铁工所v法铸造(真空铸造)线和工艺设备设计制造的。 该生产线包括4站造型机、8个下芯合箱站、3个浇注站、一次缓冷站、开捆砂机、二次缓冷站等设备，所有的液压都被按压。 该v法造型线技术先进，装备精良，自动化程度高，能实现手动、联动等功能，在国内具有领先水平。 生产的锅片、铸件具有尺寸精度高、表面粗糙度好等特点。 铸件内尺寸： 23001500320/320mm，生产率10整形/小时，每年可生产各种铸件6000吨。 河南天瑞、天瑞集团投资建设年产10万吨目前国内先进的v法造型技术的大型铸钢生产线，主要是摇列车枕头，侧架等铁路铸钢生产线整体由德国HWS公司设计。 上箱造型和下箱造型主体、主电控箱、液压站由德国HWS公司提供，双星铸造机械公司负责造型线其他辅助设备的制作和全线的安装调整工作，负责160t/h砂处理的设计、制作和安装调整工作。 成套设备由下箱造型轮、上箱造型轮、下芯线、浇注线、冷却线、除砂线、推缓冲装置、运输车、砂箱输送装置、箱回装置、清扫装置、安全栅、真空连接装置、砂处理、辅助液压、电子控制、空气等部分构成，成套设备长180m、宽48m 主要技术参数：砂箱尺寸：侧支架3000mm1900mm450/450mm枕头3000mm1900mm350/550mm生产率： 20整数/h 2件/型石英砂： SiO2含量至少98%砂中间粒度： AFS100(HWS标准)最大h空气消耗： 231Nm3/h真空泵水消耗： 87.4m3/h真空泵水投入量：4.37m3/h，挖掘机配重，石油机械铸件，3，工艺适用范围为铸铁、铸钢、有色合金形状简单，适用于精密铸件和薄壁铸件的生产。 国内厂家大量生产的产品主要有石油机械的变速箱、叉车桥壳和砝码、机床床、汽油发动机汽缸、工程机械的砝码等。 v法造型的特点(1)优点，提高铸件的质量。 表面清洁，轮廓清晰，尺寸正确。 铸模硬度高、均匀，容易冲压。 设备的简化，投资的节约，各维护费用的削减。 省略粘合剂、附件、混砂设备。 旧砂的回收率在95%以上，设备投资减少了30%，设备动力减少了湿式的60%，劳动力减少了35%。 模具和铸模的寿命很长。 金属利用率高。 在v法造型中，金属流动性好，填充能力强，能铸造3mm的薄壁材。 铸模硬度高，冷却慢，利用收缩，减少冒口尺寸。 工艺品的生产率提高了，加工馀量减少了。 有利于环境保护。 由于采用的是无粘合剂的干砂，其他铸造工序省略了铸件砂的粘合剂、附属物、干燥工序，减少了环境污染，为绿色铸造工序。 (2)缺点，造型作业复杂，难以提高小铸件的生产效率。 从头到尾需要抽真空，很难实现机械化。 塑料薄膜的拉伸性和成形性的限制，会影响该技术方法的应用范围的扩大。 必须考虑去除沙子粉尘和冷却问题。 4、工艺原理、在带抽气室的砂箱内放入单一的干砂作为砂，砂型的内腔表面和表面用塑料膜复盖(密封)，用真空泵排出铸模内的空气，使铸模成为负压(真空)状态。 用真空泵连续抽出，保持铸模内外的压力差，使干砂牢固地凝固。 同时砂粒间通过摩擦力保持铸模的稳定。 得到铸模浇注所需的强度，把压力差保持到铸件凝固，解除负压并保温数小时，就能把铸件掉下来。 5、工艺概要图、塑料薄膜的加热和霸膜、下芯、箱合、造型、工艺，1 )制造吸引箱和带吸引孔的模板。 2 )将烧塑性状态的塑料薄膜复盖在模板上，用真空泵排气，使薄膜紧贴在模板上进行成型。3 )将带过滤排气管的三明治盒放在铺有塑料薄膜的模板上。 4 )在砂箱内填充没有粘合剂和附属物的干石英砂，用微振动使砂凝固，弄平，放上密封膜，打开阀门放出砂内的空气，使模具内外有压力差(约300400mmHg )。 由于压力差的作用，铸模成型，具有高硬度，所以湿式硬度计的读取值为95左右。 如图2所示。 5 )解除模板内的真空，进行脱模。 铸模必须继续抽真空，直到浇注的铸件凝固。 上法制下模6 )下芯、合箱、浇注。 如图3所示。 7 )金属凝固后，停止铸模的抽出，当模内压力接近大气压时，铸模就会崩溃。 5.1、霸膜、膜烧、深孔预铸局部强化抽真空，膜的主要性能要求：具有良好延展性的模腔膜的厚度一般为0.050.2mm，用具有深凹状结构的图案进行霸膜成型时，其最终厚度应变薄到0.006mm左右霸膜效果均匀，无皱纹，无破损。 薄膜表面不要有伤痕、垃圾、气泡等，加热成形时表面不要破裂。 模腔膜成形后，热塑应力小，弹性消失，塑料膜不能缩进原膜，不能与图案和模板粘合，脱模膜热分解产生的气体少，无毒无味，灰分少。 5.2设置浇口，喷5.3涂料，v法铸模使用涂料，能提高铸模的密封性，防止铸件粘砂。 涂料的种类请根据铸件的材质选择专用涂料。 为了提高生产率，可以选择速干性涂料，采用涂装技术。 为了保证铸件的质量，根据技术需要，也可以采用普通铸造的其他技术措施，如花纹生块、砂芯、冷铁、铸件等v法铸造。 v法涂料的性能要求，1、适当的涂层厚度涂料适合涂装，必须一次涂层适当的厚度，一般要求涂层的厚度为1-1.5mm。 2、以良好的悬浮稳定性调制的涂料在储藏和使用过程中，一定时间内不发生沉淀和层，8h悬浮率在95% (体积分率)以上，3、粘结性v法的造型用涂料必须粘结在EVA塑料薄膜上。 一般选择酚醛树脂、松香或其组成的复合粘合剂。 4、载体一般可以采用乙醇、甲醇、异丙醇，从操作安全性和效率方面考虑，溶剂一般采用乙醇含量(质量分数)超过95%的工业醇，沸点为70，密度为0.80g/cm3，闪点为12 具有充分的耐急热性和高温稳定性，能承受高温激热时的热应力作用，涂层不会裂开或剥落。 耐火骨料耐火骨是涂料的主体，涂料中的质量分数通常超过50%，该骨料一般为石墨粉、二氧化硅粉、锆英粉等。 典型的涂料配方，铸铁用涂料材料的比例(重量% )鳞片状石墨调色剂( 200目) 50-80土状石墨调色剂( 200目) 50-20松香占骨料6-8甲醇(工业级)占骨料，80锂系膨润土占骨料6-8、5 地震初期采用过大的振动力，长时间振动，一次放入砂后不振动。 振动尽可能平静。 5.4.2、霸背膜霸背膜时，把薄膜放在充满干砂的沙箱上，用胶带或胶带把周围绑在沙箱上。 霸底箱的里膜必须把沙子弄