“V”法铸造工艺及应用

“V”法铸造工艺及应用中国海洋大学王树杰一、概述1．工作原理、工作过程真空密封造型，是一种物理造型法，在铸造的各类造型法中，被称为第三代造型法。它是利用塑料薄膜密封砂箱，并依靠真空泵抽出型内空气，造成铸型内外有压力差，使干砂紧实，以形成所需型腔的一种物理造型方法。因此，真空密封造型又名“负压造型法”或“减压造型法”。国外取英文Vacuum（真空）一词的字头，而简称之为V法。V法的造型工艺过程如下：1）制造带有抽气箱和抽气孔模板。2）将烘烤呈塑性状态的塑料薄膜覆盖在型板上、真空泵抽气使薄膜密贴在型板上成型。如图1所示。图1塑料薄膜加热与覆膜3）将带有过滤抽气管的砂箱放在已覆好塑料薄膜的模板上。4）向砂箱内充填没有粘结剂与附加物的干石英砂，借微震使砂紧实，刮平，放上密封薄膜、打开阀门抽去型砂内空气，使铸型内外存在压力差(约300～400mmHg)。由于压力差的作用使铸型成型并具有较高的硬度，湿型硬度计读数可达95左右。如图2所示。5）解除模板内的真空，然后进行拔模。铸型要继续抽真空直到浇注的铸件凝固为止。依上法制下型6）下芯、合箱、浇注。如图3所示。7）待金属凝固后，停止对铸型抽气，型内压力接近大气压时，铸型就自行溃散。性图2奥蝴造型赶图3番复下芯你、合箩箱电2．许V法狱造型耻的特凶点芦（1溪）优绸点趁①撇提高荷铸件嫩质量倍。筹表面凡光洁齐、轮摇廓清近晰、怎尺寸图准确捧。铸营型硬垦度高敏且均拒匀，狼拔模德容易苍。酬②泽简化袄设备念、节葵约投珠资、政减少酬运行佛各维扩修费百用。摄省去皇有关串粘合腥剂、菠附加贝物及狐混砂熟设备劳。旧揪砂回绘用率痒在9场5%注以上置，苦设备兽投资锄减少乓30逝%筝，宜设备沿动力俘为湿坐型的吸60自%精，兼劳动讲力减鸟少3躺5%宁。蜂③帅模具填及砂啊箱使什用寿登命长号。浓④禁金属寄利用牲率高肯。V蛛法造准型中丸，金笔属问流动厨性好舞，充金填能基力强检，可拍以铸莫出3艺mm外的薄斑壁件迟。铸蜜型硬解度高草、冷捷却慢耗，嫁利用吼补缩的，减南少冒朴口的语尺寸域。工黎艺出拨品率单提高侍，减站少了皇加工辅余量租。票⑤讲有利批于环让境保笔护。败由于割采用撒无粘随结剂谜的干莲砂，疼省去晚了其风它铸双造工畏艺中哭型砂絮的粘壶结剂达、附靠加物年或烘典干工判序，多减少秧了环贝境污们染，利是绿两色铸稠造工品艺。惩（2炉）缺牙点蚁①壳造型桨操作顽较匆复杂蚀，小号铸件弟生产卸率不博易提禁高。罩蚁②朴从始溪至终煌需抽竹真空雀，实驾现机歇械化收有困确难。绍徐③斑因塑捉料薄晚膜的粗延伸糊性和随成型凑性的貌限制胡，影会响该术工艺功方法籍扩大恳应用吧范围驳。续④述需要碧考虑装砂子鲜的鸣粉尘盘去除执及冷宇却问响题。地柱二、受V法惯工艺酿主要剑装备跨及设壤备挤1．只真空秘抽气励系统愧V法却造型六用的柏真空河抽气减系统休，包朵括真粒空泵腰、真索空罐昆、滤漏气罐衫、分搂配罐洁以及漆连接塘管路会等。栋真空循抽气预系统淡示意证图如衣图4放所示支。丑1谨—创汽水茫分离上器针2称—始真空嫩泵殖3柄—验真空举罐岁4枝—困滤气明罐贡旱5假—镰真空良管路沈誓6愚—轰真空睛分配太罐税7信—毫真空奋软管厨图4音磁真空鸟抽气罢系统惰示意姿图替真空左抽气羊系统劈的设农计要贤防止跌粉尘悬或细帖砂侵狮入真活空泵客，因博为粉她尘或俘细砂犬进入测真空顶泵后矩，将减加速桐机件淡的磨肢损，术缩短甜机件称的寿宾命，恰甚至症影响具真空肠泵的采使用呜性能贤。为闹此系宝统中瓜设置汤水浴抗滤气喇罐，仰余气周经水颂浴滤冻气罐螺进一货步净苦化后炕进入构真空香泵，距含尘育浓度鬼小于给0.眼5m似g/钟m言3伍，通怖过真岁空泵稼排入用大气燥。贤（1机）真式空泵纵的选些择脾真空骡泵分劫干式裕和湿速式两召种，固干式垃真空真泵可爪获得哥真空箱度高婶，但艺结构部复杂吹易出奥故障鲁，维闪修不焦便，砌尤其房是抽乒气量博低。降湿式芝真空伯泵真供空度瓦不高独，但迈抽气杜量大猴，使烂用可粒靠、找故障腿率低哑。V悬法造瘦型时亿，不都需要源过高换的真友空度酸，一启般在绍―巴0.蜻04咏～乖―肝0.唤06趋MP泰a范乒围内丝即可表，一证般湿乏式物真空源泵可骂满足候V法借造型锣时所火需的柱真空辆度，旬尤其衣是其设抽气供量大肃适合杜V法澡造型环的需催要，添一般肃选用驱水环粘式真豪空泵覆，选绩用时缎应注啄意抽桐气量如与真慕空度击之间涂的关满系。妨一般线说来销，形锡成的腰真空榜度愈容大，笼抽气兽量就跌愈小携。广真空跃泵的貌抽气印量可畜根据槐砂箱插尺寸笛、同赶时抽站真空浴的砂锡箱数焰、浇讲铸时司薄膜咱烧失视造成作的漏香气量行以及旨真空控系统愈除砂骗箱外芳的漏手气量葛决定励。桐（2恼）滤吊气罐暑滤气件罐的普作用据是防他止从容砂箱业内抽疤吸来怀的细助砂或婶粉尘际进入追泵内录，影急响泵飞的正苦常工坛作；询并能造防止绕细砂熟或粉猴尘进弃入泵交内磨公损机厚件。谊滤气耳罐内婚设置贱挡尘慨罩、嘱滤网夜、液港位指感示和谣排尘种阀，善从砂竖箱内表抽吸京来的庆细纱概和粉称尘经序挡尘掏罩的灿阻挡趋、水岁浴和稠滤网躲的过驰滤，第靠自静重而拿下沉支，落陪到罐充体底裳部，在定期变打开蔽排尘轻阀，训清除侦沉落株下来兴的细啄纱和辛粉尘合。为址提高务过滤般效果披，应点考虑逐增加魂过滤影面积鸣降低懂过滤毙速度示，尽什量增劫大滤烈气罐找截面穿积。钓（3蛋）真饶空罐焰真空嘱罐为剩一密躁封容摸器，厦其作长用主侦要用罩于稳特定真捷空系王统压很力，视缓冲润系统任压力汽波动闪对造倍型浇贪铸工锋作的下影响养，真冒空罐敌的容供积过培小，旧稳压纤效果姑差；妈反之感，系鸭统从宗启动攀到可约进行锈造型方的时摸间过凶长，朵动力扇和材茶料消牲耗大瞎，占蜓地面套积也圆大。临一般时选择旦在半润分钟触内真泳空度虎小于然0.伙05倾MP丹a，悬从避温免砂技型塌升箱现英象考立虑，脊应尽舒量加犯大真云空罐扬的容炊积。酒（4胡）滤不砂与鹅分配歉罐壁滤砂婆与分途配罐卡的作弟用是养将从压砂箱兰内抽尊吸来批的细藏砂和饮粉尘郑进行堡初步都过滤辆，微井粒砂贤因自进重而汉下降槐，落裤到罐苏体底五部，秀定期注打开伙排尘克阀，闪可以帖清除别沉落哀下来驶的细部纱和好粉尘焰。在判罐体侮上设身置几老个进浆气管烤，可顾根据都实际睛需要杂，用班软管请与砂秘箱连疮接。煌在各毛进气粪管和诱吸气夏管上并都装恭有截撇止阀捡，可退以开料闭气塔路。惧罐体孟上装厦有真摊空表挥，用毅以观骂察和守控制抗真空酸度的狗大小毛。奉2．孕造型撤系统蔽造型烂系统棍包括惊振实码台、强塑料蔑薄膜传烘烤俘器、贪模板宜和砂济箱等惠。框（1虹）振墙实台蛾型砂捉的充幅填密纽度对穷铸件罩有很远大影祸响，稠为了挣提高跃型砂弓的抗犯压强盛度和塘硬度瞧，必月须提诊高充莲填密忘度，汗为此唐需要仿在填福砂时评予以响振动庆。此顽外振饲动还贤有利鬼于因沙自然诞堆积菜角影燥响，舞在填蝇砂时体不易表达到甩的一胜些局堆部位陡置的逼充填贺，当光薄膜晌局部尝搭桥鼻或皱息褶垂发直于在填砂馒方向旱时，偏也会零影响保砂子领在其捎下方缺填满默，在第减压封成型春后，杏此褶佛合的优双层戚薄膜朵便会棍向其特未填伙实的参方向狮拉开阁，使嫌铸型勉表面宴形成脑开口碍状态白。紧朱实度判不够港时还殖会造庸成铸费件因耽胀砂兔而增华大壁患厚的洗危险录，也液会增贼大分屯型面唇的披予缝。挪所以忙填砂勺时进菊行必舰要的坏振动标，使誉流动碌性本哗来大街的干奶砂获牙得足进够的伸紧实警度是味非常恶重要情的，尤而影俩响紧掩实度茫的主兆要参忽数是晶激振耀力的巧大小功和方词向，蹦在零矿件横马向凸觉凹部雹位和腹垂直蓬于填拼砂方庸向的切薄膜蒸局部汪搭桥房或皱寸褶处婆，仅植靠垂蝴直方晚向的晓单向拜激振斤力往紧往不凭能满特足局晕部充拔填和旦紧实雹度的划要求呼，最园理想抹是对字型砂灿施加罚三维顽振动新使其糟呈无慕规则蓬的三咬维流放动，衣实现圾最佳疼的充处填和露紧实浇效果气，提洪高充传填和盯紧实受效率每。感对于半形状条简单败无横缴向凹兵凸部餐位的番铸件认，可行采用磨普通河的振段实台屠；但沃当铸袍件比竭较复威杂，伟有水维平孔辱或横兰向凹燃凸变宅化时诊，最昂好采病用三战维振计实台挨，它炉可以顾满足快各种甘铸件熄不同运的振叉动形将式和报激振顺力的墙造型徒要求浙，有缎效地式避免良砂子咏填充劳不良骑和提脏高充阅填紧艇实效友率。正（2宜）塑奏料薄哥膜烘待烤器馋为了鼓使塑诸料薄涂膜均虑匀地芽贴附平在模佣型上缸，必置须将谣塑料捷薄膜惰加热艇，可莲供采纹用的忧加热犁方法牺很多彩，主主要有浆电加缺热，疫气加帆热，排水加烤热等换。在软日本乏有采春用气马加热习的，艰但由昏于电寿热器功简单搬易行悲，使途用方瓶便，旱故在阿国内错得到挤广泛杯的采业用。浩采用会远红牌外线峰辐射堡板的脆电热炼设备朴，整贡个加予热器凑是一勉个矩胁形的填罩子您，在追罩子敞下边绩装有快若干女块远蔑红外冒线辐婆射板朴，也意可以洒采用来远红我外辐芦射石瑞英玻剥璃管吼加热害，被可加热信的薄社膜，摄置于富此辐异射板驳组下见边态15楼0霉～孙30惊0m抵m碍处，滥由于省加热竹器的陡四角票及周瓣边热吸量损丢失较砌大，冤但中垫心部门分热演量较珠集中冒，这叶样烘弓烤会貌使薄伶膜受铜热不偿匀，俯为了醒使加撞热器纹各处辫的烘亡烤温示度较脆均匀坛，一景般将卧远红扁外线刘辐射惩板分匙成几馒组，掠利用衣调节需各组椒远红投外线榴辐射然板所硬供电胜压的灵大小欠，来泻使整秒个加向热器攀各处仔发出雷的热反量达售到均名匀，另塑料医薄膜蜂加热模到6豪0侦～所80重℃李。加音热所否需的透时间辞，可捆根据衣薄膜蜻种类肾和厚获度通绿过试事验确因定，少一般垦达到碰薄膜膜出现耀镜面才开始础下垂穷即可哲。爹塑料逮薄膜班烘烤业器的己结构磁形式毕主要调有悬龟挂升箩降式汗、移店动式万和与破生产鸦线配柔套的金薄膜铅自动狭输送戚式。色（3板）模破板捞缠V法禾造型疫用模坛板包竹括模吉型和御放置铃模型歌的底便板，挺在长傲度方螺向沿谣中心凑线两直侧端士部设贡有与单砂箱短配合谎的定携位销竿套，兄在模建板下皇面设失有抽柔气室架。哥模板躁的结我构采欺用木阵质装茧配式采。在黎V法仔造型粥中，锁模型有不与杜型砂煎接触面（隔凑着一胆层薄捞膜）币且不初需要陡特别首加以趟震击沾、压泰实或扶高温欧加热颜，所商以模撞型的估磨损寒和变吸形很寇小，疲使用摧寿命湿长，渠通常义用经匙济、旋易于幕施工奖制作可的木黄模制驳造。株但在们木模彼结构三上要猴相应驻考虑负V法写的特兵殊要芹求：散①搬模型泼做成少空心弓的，姿使之添形成挖抽气立室，丽较大垫的模宴型内赵部设纯置加辫强筋地，以闲保证渔在抽侦气负混压作治用下住，模遣型不争致破茄裂或蝶变形须。凤②临模型胸尽量饱避免蛇尖锐枪的棱今角，漏以免蕉覆膜肉吸不雁到位亡或吸新破薄株膜。飘③宁模型住拔模勿斜度多可以再很小踢，甚鸣至可缘以不童要拔贱模斜夫度，绸这是即因为嫩V法擦造型属时薄既膜和年模型恰之间惊较光雄滑，寨摩擦涉力很半小，偏所需阀的拔股模力勤较小则。目④率模型窝表面围需要虹开设拣抽气统孔，余抽气锐孔一康般为票Ф当1.丝5～导2.血5m快m，杂开设烘的部露位随隶模型突的轮唱廓形妈状而题异，斯但必西须特野别注处意开液在模关型的咏凸凹肝、折右边、确拐角青等不拆易覆财好薄丢膜之亲处。敲对于戚线条慌曲折湾、轮周廓复火杂的神模型备，抽细气孔顺的间局距应志小些避；对钳于外胳形简注单、店线条予平直用的模育型抽霸气孔吩的间你距应头留大旅些。扫对于寇无凹萌陷部独位的爱顶面容和立础面，夜可不狼必钻钳抽气文孔。蒜⑤竖木模堪表面庸不宜有涂刷五干漆窄片溶酬液，颗也不胳宜涂砖刷耐加温低炮于6浩0股～洽70蚂℃货的其途他油捎漆，貌否则谈将烘刑热的乓塑料僵薄膜激覆上睬后会豪出现系粘模评现象扬，影兴响拔鸟模。揪一般伯可在欲木模放表面姻涂刷气银粉射来保枪护模勇型面倍。薪掉祝（4晒）砂版箱钳V法枪造型楼的砂轧箱除宰四壁壤要密搭封外脆，砂槽箱内稻部必晋须装遣设抽位气、圆过滤肺装置沃。返V法公砂箱工按抽困气方胆式可萍分为旦侧面薄抽气娇、管税式抽烧气、狗金属苍软管缓抽气疏式三肝种基沸本型版式和竿复合欲抽气霜式砂盯箱。赶①鸦侧面年抽气血砂箱托。它龟的四甚壁是园用钢悔板焊耐成的悄密封经夹层烛，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