真空密封造型铸造工艺

真空密封造型铸造工艺

1工艺原理和工艺控制原则1.1砂型浇注和浇注真空密封结构也称为v法结构。其基本原理:在带抽气室的砂箱内填入单一干砂,稍加微震紧实,然后对型面和砂箱背面覆有塑料薄膜的砂型抽真空,利用砂箱内外的压力差使铸型定型,然后起模、合箱,在保持真空状态下浇注金属液。其工艺程序见图1。1.2浇注工艺设计V法铸造通常采用水平分型,浇注时要求金属液快速平稳充型。为了保证型腔内液面平稳上升及防止金属液对型腔面膜的喷射冲刷,特别是浇注大平面时要倾斜浇注,以免金属液大面积烘烤型腔面,应尽量缩短浇注时间。最好采用底注式或中注(侧注)式,避免顶注,浇口按半封闭式设计,其浇道截面尺寸比例为:F内:F横:F直=1:(1.5〜2):(1〜1.3),注意浇冒口位置要避开砂箱加强筋。浇注时必须满流浇注,不断流。为保证浇注时铸型内外的压力差,型腔顶部应设置通大气的出气口或明冒口,通气口的断面积,一般应大于或等于内浇口总面积的一半,为了防止铸件出现气孔,通气口的厚度应是该处铸件壁厚的2/3左右。若采用喑冒口,要注意在其顶部应采取排气措施,对储气量不大的侧暗冒口,可在冒口顶部通入砂型内埋入一截砂芯,通过砂芯将冒口内气体排除。在实际生产中,浇冒口大都采用局部预成型法。如图2所示,胃口棒2预先包裹面膜3(用胶带纸缠绕固定)模样覆面膜3后,将胃口座顶截面面膜割开,包裹面膜的冒口棒在其上定位,起模时先从背面取出冒口棒。2参数和原材料2.1生产薄膜的v法造型1)型砂:考虑到V法铸造的微振紧实,抽真空成型机理。采用70/140或更细的颗粒形状为“○-□”、不含粘土、砂粒均匀的硅砂,每次填砂都必须清除其中的杂物。2)塑料薄膜:薄膜覆模成型是V法造型的技术关键。所谓薄膜覆模成型,就是将塑料薄膜匀整地、无皱褶地密贴在模型表面上(图3),因此,覆模成型的好坏,直接影响铸件的质量。V法造型用塑料薄膜要求有足够的延伸率和强度、方向性小、对加热温度不敏感、软化温度区间长,同时要求无有害气体产生。在实际生产中,成型面膜我们选用EVA薄膜,厚度0.08～0.12mm,软化温度90℃,满足使用要求,背膜用一般农膜即可。3)涂料:V法造型是在真空状态下浇注,易发生金属渗透。其防止措施是:填砂前在薄膜上喷涂料,浇注时,塑料膜烧失,但涂料仍附在铸型表面上。涂料的作用是增加铸件表面光洁度,同时易于落砂,还有密封层的作用,代替烧失的塑料膜维持铸型。一般适用醇基涂料,其主要成分有石墨粉,石英粉或锆英粉,及其它附加物,粘结剂用酚醛树脂。2.2按加载方式确定模具1)真空度:为了保证工艺要求的抽气速度及铸型硬度,真空度应控制在0.04～0.055MPa、影响真空度的主要因素有真空泵的抽气能力、负载砂箱的大小、数量及真空管道的漏气情况。特别应注意在拔模时,真空度应小于0.05MPa,否则容易塌箱。浇注时真空度过小会出现机械粘砂现象。2)加热软化温度:EVA塑料薄膜的软化温度为90℃把加热器预热超过软化温度时,将薄膜移近加热器,否则预热过程中会加热模样,造成不良影响。面膜加热凭经验,具体视加热器及面膜烘烤情况而定。一般是当面膜镜面由中央扩散到边缘时(镜面下垂250～300mm)即可覆膜,加热温度80℃左右3)型砂水份:应严格控制在0.5%～1%以下,否则砂型中会出现“蜂窝”,浇注时容易塌箱。4)微振紧实时间:在加砂量达1/3左右时开始微振,振动时间根据砂的多少及工件大小不同来选择,一般为30〜60s,型砂容积紧实率(V堆-V紧)/V堆为11%～13%。时间的调整由控制装置完成。5)保压释压时间:根据铸件结构和大小来确定。实际生产中,通常大件浇注后保持真空1.5〜2.5h,再减压1.5h,然后解除真空。另外冷却和保温时间由材料和铸件尺寸决定。6)浇注工艺:为了避免因液体流速太快,造成型腔的喷射和冲刷,一般采用底注半开放式浇注系统。3浇注系统设计材质为HT150,单件重为1500kg的平衡重铸铁件,它是叉车、挖掘机类工程机械的重要部件,在实际生产中,采用水平分型的V法铸造工艺(图4)。在选取浇注系统的参数时,为了迅速、平稳地充满铸型,避免铁液喷溅而过早烧损薄膜,浇注系统设计成半封闭式,其浇道截面尺寸比例为:F内:F横:F直=1:(1.5〜2):(1〜1.3),该件阻流浇道截面积取20cm2并在铸型顶部设置两个明冒口,使冒口在充型时起排气、排渣作用。浇注温度控制在1210～1260℃内,浇注时间控制在40〜50s内,浇注后保持真空1.5〜2.5h,再减压1.5h,然后解除真空。采用上述V法工艺生产的平衡重铸铁件,各项技术指标均达到设计和使用要求,尤其是尺寸精