V法铸造.ppt

1、v法铸造、刘侑松2010年07月、1、v法铸造概况、v法造型是真空密封造型浇铸工艺，也称为真空密封造型法，又简称真空造型法或v法(Vacuummolding )，又称为减压或负压造型法。 它以无胶粘剂干砂为造型材料，用塑料薄膜密封特殊的砂箱，用真空泵抽出模内空气，引起铸造模型内外的压力差，凝固干砂，形成必要的模腔，注入金属液，得到了铸造件的特殊铸造方法。 v法造型技术起源于日本，1971年由日本长野县工业试验场开发，之后在世界范围内迅速发展。 中国在20世纪80年代初引进了这项技术，之后在中国得到了广泛的发展。 近年来，该铸造方法已成为生产厚灰铸铁元素材料的重要铸造工艺。 另外，由于所需投资少

2、、效率高、铸造件表面质量好，迅速取代了粘土砂造型技术的一部分。 从经济效益方面的优势出发，在一定范围内，云同步将取代树脂砂、水玻璃砂的生产。 随着科学技术人员对这种方法的深入研究，开发出了利用v法生产铸钢、球形黑金属铅铸铁元素材料、铝合金制品等铸造产品。 v法造型技术是日本长野县工业实验所和秋田股份制公司在六零年代末期的70年代初发明、研制成功的特殊铸造方法，70年代初v法造型技术传到欧洲，在美国、露西亚、德意志、法国等国家，v法造型技术投入以来世界上使用了十几个国家和地区的约300根生产流水线，技术装备1977年由新东工业股份制公司和前田铁元素工厂共同研制的砂箱尺寸为2300 mm1500

3、mm320 mm的回转盘4站铁元素锅片v法生产流水线的生产率为10箱h。 现在日本大约使用了200套生产装置。 日本新东公司已向世界各国销售近200台v法造型生产流水线设备，砂箱尺寸可达7000mm4000mm1100800mm，生产率可达1517箱h。 前苏联从1975年开始研制v法造型装置，最初制造了几个BHI-I000型v法造型装置，在生产成功的基础上，制造了BHI-1600型、20001600型和1200100-4型的单站， 在开发梭式和4站v的美国和德意志，各有数十家工厂采用v法造型生产技术，在德意志的PASSAVNT水处理厂也设有v法造型生产流水线，生产阀门类铸造件等非常有效。 由

4、于v法造型工艺的铁元素液流变性较好，铸造薄壁零配件适合1974年8月在广岛长州浴槽工厂修建v法生产流水线，取代了原湿型造型工艺。 80年代北京牌化学成套设备工厂也从新东工业股份制公司进口了定径套的高自动化的浴池铸造生产线。剪叉式升降机平衡锤的生产、剪叉式升降机等设备需要大量的平衡锤，采用v法铸造锤表面美观，节省了砂和油漆作的时间，且重量偏差小，其厚度可达350mm，重量可达1600kg，但也适用于v法造型，至今已有10多根丝线合肥剪叉式升降机厂也采用这种方法生产重块摇滾乐出口日本，日本新东工业股份制公司开发状况1978年10月用于开发当时超大型v法造型设备铸造钢琴弦列，砂箱内尺寸3000mm1

5、650mm，各工序自动完成，是第一条全自动v法生产流水线。 同年也改造了上述浴缸生产线，实现了全自动化。 1980年2月，开发了小型化、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年为止在日本共交付了17台造型设备。 铝铸造和铸钢的应用，还发展了v法铸造铝合金的工艺美术型门框、栏杆。这是从v法的开发初期开始开发的，1991年交付了11根该生产流水线，最大砂箱尺寸为4900mm2200mm200/300mm。 当然，由于铝合金浇注温度低，塑料薄膜燃烧后的残骸会与砂粘在一起，影响填充的干砂密度

6、，影响铸造件的质量，仍是一个需要研究解决的问题。 v法也可用于铸钢件。 铸钢件冒口多，可一盏茶地发挥通气孔的作用，良好地维持型腔与大气之间的压差，有利于铸造件成形。 目前，对铁元素道的叉子和大型球型阀的生产有所帮助。 其砂箱尺寸分别为6700 mm、780 mm、300 mm、2000 mm、2000 mm、1100/500mm。 山海关桥梁厂也用v法生产铁元素道叉子。 发展大型、超大型的v法设备是一个趋势，用v法造型解决特大型铸造件造型远比用其他振动、压实等方法容易得多。 特大型铸造件可以用抛砂机、树脂砂等方法成型，但尺寸精度与v法比较困难。 新东工业股份制公司于1985年3月研制出砂箱尺寸

7、为3800mm1400mm600/400mm的管材v法造型线，于1990年3月建成了新型的浴槽生产流水线，砂箱尺寸为2200mm1300mm725/355mm，生产率为15型/h，铸造件重量为6000kg。 1989年6月开发了砂箱尺寸为7000mm4000mm1000/800、机械重量为65t的v法造型机，生产铝压铸船艇箱。 v形不仅可以生产大型形状比较简单的铸造件，而且具有砂芯，可以生产形状比较复杂的铸造件。 在日本正在研究关于工作母机铸造件、汽车铸造件的v法造型技术。 德意志HWS社、德意志HWS社是新东集团的国际成员，从一九七九年到现在已经生产了46条v法造型线，部分v法造型线的状况如

8、表1所示。 由于v法造型在国内的发展和应用，1985年北京牌化工厂采用进口砂箱尺寸2200mm1300mm600280mm、生产率15箱h的v法造型设备生产浴槽。 80年代中期沈阳铸造厂和沈阳重型机械厂分别从日本新东和英吉利进口生产率为312箱h的v法造型线，生产耐磨材料和烧结炉条铸造件。 上海铁元素火锅厂进口日本新东公司v法造型线生产浴盆。 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进口砂箱尺寸7100mm800mm310310mm的v法造型线生产铁元素道道岔，年产万吨道岔铸造件。 1992年安徽安东铸造有限公司进口日

9、本新东公司v法造型线，剪叉式升降机平衡很重。 1997年广西某铸造公司采用国产砂箱尺寸1200mm1000mm250250mm的v法造型线生产滚珠磨粉机耐磨铸造件。 2000年厦门某铸造厂采用国产砂箱尺寸1650mm1500mm500500mmmV法技术，剪叉式升降机平衡重。 1999年山西华翔公司集团引进日本新东公司v法造型线生产出口平衡的铸造件，年产量达3万吨。 山东沧州工作母机制造有限公司2003年采用v法技术生产了2700mm1024mm三种型号的钻探机重量铸造件。 山东鲁星搪瓷厂采用国产v法造型生产流水线，砂箱尺寸2000mm1700mm。 北京牌剪叉式升降机总厂采用v法造型线剪叉式

10、升降机衡重的常州林业机械厂、北京牌菲美特机械厂、澳安矿局王庄煤矿、山东凯山建设机械厂等都采用v法造型线生产装置生产各种铸造件，获得了较好的经济和社会效益。 安徽合肥铸造锻造厂拥有三个国际先进水平的v法铸造生产流水线，年产30000吨铸造件，主要剪叉式升降机平衡重，荣获亚太经济博览会金奖，97年荣获第四届国际铸造工业展销会金奖，产品销往日本、韩国和欧洲市场， 山西北绿树铸造有限公司是采用v法技术生产剪叉式升降机和工程机械重量铸造件、尺寸精度高的山东泰山前田锅炉有限公司是中国第一家生产燃料瓦斯气体铸造铁元素锅炉的厂家，采用v法生产铸铁元素锅炉铸造铁元素锅片，铸造件形状简单，但带砂芯，技术复杂，用v

11、法进行复杂的零配件其v法造型生产线是根据前田铁元素工所v法铸造(真空铸造)生产线及工艺设备化学基修订制造的。 该生产流水线包括4站造形机、8个下芯合箱站、3个浇注站、1次缓冷站、开捆落砂机、2次缓冷站等设备，所有液压都可以推进。 该v形造型生产流水线技术先进，装备精良，自动化程度高，能够实现手动、联动等功能，具有国内领先水平。 生产的锅片、铸造件具有尺寸精度高、表面光泽度好等特点。 砂箱内尺寸： 23001500320/320mm、生产率10整形/小时、可年产的各种铸造件6000吨。 河南天瑞、天瑞集团投资年生产10万吨的目前国内先进的v法造型技术大型铸钢件生产流水线，主要用于动车组摇枕头、侧

12、信息帧等铁元素道铸钢件的铸造整体造型线，由德意志HWS公司总订。 上箱造型及下箱造型主体、主锥特罗尔箱、液压站均由德意志HWS公司提供，双星铸造机械公司负责造型生产线其他辅助设备的制作及整生产线的安装调整工作，负责160 th砂处理的设定、制作及安装调整工作。 全套设备包括：下箱造型环、上箱造型环、下芯线、浇注线、蒸发制冷线、落砂线、云推送缓冲装置、输送车、铸箱输送装置、反箱装置、清扫装置、安全栅、真空连接器件、砂处理、辅助液压， 电子控制装置主要技术参数：砂箱尺寸：侧信息帧3000mm1900mm450450mm摆动枕头3000mm1900mm350550mm生产率： 20整数型h、2件型石

13、英砂： SiO2含量至少98沙子中间粒度： AFS 100(HWS标准) 最大砂温： 40砂循环量： 160 th空气消耗： 231 Nm3h真空泵水消耗： 87.4 m3h真空泵水添加量： 4.37 m3h，钻探机重量，国内厂家生产的产品主要有石油机械变速器箱、剪叉式升降机桥壳及平衡摇滾乐、工作母机床、汽油引擎布摇滾乐、工程机械重量等v法造型的特点(1)优点，提高铸造件质量。 表面干净，轮廓清晰，尺寸准确。 铸造模型硬度高，均匀，容易拔出。 极简化设备，节约投资，降低各项维护费用。 省略胶粘剂、附件及混砂设备。 旧砂的资源再生率在95%以上，固定投资减少了30%，设备动力减少了湿型的60%，

14、劳动力减少了35%。 模具及穿山鼠盒使用寿命较长。 金属利用率高。 在v法造型中，金属的流变性好，填充能力强，可以铸造3mm的薄壁部件。 铸造模型硬度高，蒸发制冷慢，利用补缩减少热水尺寸。 工艺产品率提高，加工质量减少。 对环境保护有帮助。 采用无胶粘剂干法砂，可省去其他铸造工艺中铸造件砂的胶粘剂、附件或干燥工序，减少环境污染，是一种绿色铸造工艺，(2)缺点、造型作业复杂，不易提高小铸造件的生产效率。 从头到尾需要抽真空，很难实现机械化。 由于塑料薄膜的拉伸性和成形性的限制，影响了该工艺方法，扩大了应用范围。 必须考虑砂的粉尘去除和蒸发制冷的问题。 4、工艺原理，在带抽气室的砂箱内填充单一干砂

15、作为铸造件砂，砂型的内腔表面和表面用塑料薄膜复盖(密封)，用真空泵抽出铸造模型内的空气，使铸造模型为负压(真空)状态。 通过真空泵的连续排气，保持铸造模型内外的压力差，使干燥的沙子凝固。 在云同步中，磨粒间通过摩擦力保持铸造模型的稳定。 在铸造模型浇注时得到必要的强度，将压力差保持到铸造件凝固后，如果在解除负压后保温数小时，则能够使砂土掉落来清扫铸造件。 5、生产工艺计程仪柱示意图、塑料薄膜加热和薄膜、下芯、合箱、造型、工艺、1 )抽气罐和带排气孔的数字键台大板块。 2 )将烧成的塑性状态的塑料薄膜盖在模板上，用真空泵吸引，使薄膜与模板紧贴成形。3 )将带有过滤排气管的穿山鼠盒放置在想要塑料薄

16、膜的模板上。 4 )在砂箱内填充胶粘剂和无附件的干石英砂，用微振动凝固、削去沙子，装入密封薄膜，打开阀门排出砂内空气，铸造模型内外有压力差(约300400mmHg )。 由于在压力差的作用下铸造模型被成形，具有高硬度，所以湿式硬度订正的读取值达到95左右。 如图2所示。 5 )解除数字大板块盘内的真空，进行dot拉夫领定。 铸造模型必须持续抽真空，直到浇注的铸造件凝固为止。 上法下模6 )下芯、合箱、浇注。 如图3所示。 7 )金属凝固后，停止吸铸造模型，模内压力接近大气压强时，铸造模型自动散摊子。5.1、薄膜、薄膜烧成、深孔光纤预制棒部分强化抽真空、薄膜的主要性能要求：应具有良好延展性的模腔

17、薄膜厚度一般为0.050.2mm，形成具有深凹结构的花纹薄膜时，其最终厚度薄至0.006mm左右，模腔加热成形时，为避免表面破裂，薄膜表面请不要有损伤、垃圾、气泡等。 型腔膜成型后，热塑性应力小，弹性消失，塑料膜不能缩回到原膜上，不能与模板粘合，离型膜热裂化引起的瓦斯气体少，无毒无味，灰分少。 定径套5.2浇注、5.3喷雾涂料，在法铸造模型上使用涂料，可以提高铸造模型的密封性，防止铸造件的粘砂。 涂料的种类请根据铸造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，采用油漆作工序。 为了保证铸造件的质量，根据工艺的需要，也可以采用普通铸造的其他工艺措施，如镶嵌花纹生块、砂芯、冷铁元素

18、、铸造件等，法铸造。 v法涂料的性能要求，1、合适的涂层厚度涂料适于喷涂，一次涂层要求达到合适的厚度，涂层厚度要求在1-1.5mm之间。 2、具有良好悬浮稳定性的涂料在储藏和使用过程中，一定时间内不发生沉淀和分层，8h悬浮率在95% (体积分数)以上，3、粘结性v法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胶粘剂。 4、载体一般可采用乙醇、甲醇或异丙醇，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，其沸点为70，密度为0.80g/cm3，燃点为12。 具有一盏茶观的耐急热性和高温稳定性，承受高温剧热时的热应力作用，涂层不会破裂或剥离。 耐火骨料耐火骨是涂料主体，涂料中的质量分数通常超过50%，其骨料优选石墨、硅石粉、锆英粉等。 典型涂料配方是在铸造铁元素用涂料材