V法鑄造工藝原理
真空密封造型法也稱負(fù)壓造型法或減壓造型法,國外取真空英文 Vacuum 字的字頭,而簡稱 為V法,起源于日本。它是利用塑料薄膜抽真空使干砂成型,所以譽為第三代造型法,即物理造型。由于它不使用粘結(jié)劑,落砂簡便,使造型材料的耗量降到最低限度,減少了廢砂,改善了勞動條件,提高了鑄件表面質(zhì)量和尺寸精度,降低了鑄件的生產(chǎn)能耗。是一種很有發(fā)展前途的先進的鑄造工藝。
V法工藝流程
1、 模型
把模樣放在一塊中空的型板上,模樣上開有大量的通氣孔,當(dāng)真空作用時,這些孔有助于使塑料薄膜緊貼在模樣上。
2、 薄膜加熱
將拉伸率大,塑性變形率高的塑料薄膜,用加熱器加熱軟化。加熱溫度一般在80~120℃。
3、薄膜成型
將軟化的薄膜覆蓋在模樣表層上,通過空氣孔在300~500mmHg 的真空吸力下,使薄膜緊貼在模型表面。
4、放砂箱
噴刷涂料并烘干后(工藝上不需也可),將專用砂箱放在覆有薄膜的模型上。
5、加砂振實
將填充效率較好,粒度為100~200目的干砂加入砂箱內(nèi),然后進行微振,使砂緊實至較高的密度。
6、蓋模
開澆口杯,刮平砂層表面,蓋上塑料薄膜,以封閉砂箱。
7、起模
砂箱抽真空,在大氣壓力的作用下使鑄型硬化。起模時,釋放負(fù)壓箱真空,解除模板對薄膜的吸附力,而后頂箱起模,完成一個鑄型。
8、合箱澆注
在合箱之前根據(jù)工藝需要可下芯及冷鐵,將上下箱合起來,形成一個有澆冒口和型腔的鑄型,在真空的狀態(tài)下澆注。
9、脫箱落砂
經(jīng)適當(dāng)?shù)睦鋮s時間以后取消真空恢復(fù)常壓狀態(tài),使自由流動的砂子流出,存下一個沒有砂塊,無機械粘砂的清潔鑄件。砂子經(jīng)冷卻后可再使用。
V法工藝特色和優(yōu)點
1、特點
⑴、型砂是不含粘結(jié)劑的干砂。
⑵、用塑料薄膜使砂型成型,通過對砂箱抽真空使鑄型硬化。
由于以上特點使造型、落砂、清理等工序大大簡化,不需要混砂機和粘結(jié)劑的供給設(shè)備,使造型和砂處理系統(tǒng)得以簡化。
2、優(yōu)點
⑴、鑄件尺寸精度高、輪廓清晰、表面光潔。
● 鑄型內(nèi)腔表面覆有塑料薄膜,鑄型面光滑無瑕庇。
● 砂型的內(nèi)外壓力差,使砂型各部分硬度均勻且高(85以上)。
● 砂箱起模容易,拔模斜度小(0~ -1°)。
● 在金屬液的熱作用下,型腔不易變形。
● 澆注時,由于砂箱保持真空狀態(tài),有利于金屬液充填型腔。
⑵、金屬利用率高
● 由于V法鑄件表面光潔,尺寸精度高,鑄件加工余量小。
● 由于金屬液在型腔中冷卻速度較慢,有利于金屬的補給,故鑄件冒口可減小,提高金屬的利用率,鑄鋼件可提高20%,鑄鐵件可提高25%。
⑶、設(shè)備簡單、投資少
因 V 法造型除需要增置真空泵和采用專用的砂箱外,其他設(shè)備較為簡單,可以省去混砂機及一些輔助設(shè)備,投資費用少,設(shè)備維修方便。
⑷、節(jié)約原材料和動力
由于 V 法使用干砂,落砂容易,砂子的回收率可達(dá)95%以上,采用V法造型消耗的動力較小,僅為濕型法的60%,可減少勞動力35%。
⑸、模樣和砂箱使用壽命長
因模樣有塑料薄膜保護,拔模力很小,只有微震且不受高溫高壓作用,所以模樣不易變形和損壞。
⑹、改善工作環(huán)境
● 造型及澆注過程中產(chǎn)生的微量氣體大都被真空泵抽走,空氣污染小。
● 落砂后,無大量廢砂處理。
⑺、便于管理和組織生產(chǎn)
V法鑄造生產(chǎn)周期短,工藝簡便,操作容易,不需要很熟練的技術(shù)工人。
⑻、適用范圍較廣
●V法鑄造適用于手工操作的單件小批量生產(chǎn),也適用于機械化自動化大批量生產(chǎn)。
●可用于鑄鐵、鑄鋼等黑色金屬,也用于銅、鋁、鎂等有色金屬。
V法鑄造工藝技術(shù)
1、模型
將模樣緊固在型板上,即組合成模型,安裝在負(fù)壓箱上面,模樣采用金屬模、木模、合成樹脂模均可,為了在模型上吸附塑料薄膜,模型上鉆有許多0.8~1.5mm小孔,在模型凸凹的角部,小孔多為好。模型可使用半永久性,表面應(yīng)平滑。若采用木型,當(dāng)表面溫度上升至60℃左右時不會發(fā)生破裂和扭曲,因此必須采用不易變形的干燥硬質(zhì)木材。
2、塑料薄膜
適合V法工藝的塑料薄膜必須考慮以下條件:
● 價格便宜。
● 有較好的強度和延伸率。
● 薄膜厚度均勻。
● 薄膜燃燒時發(fā)氣量少,不產(chǎn)生公害。
塑料薄膜材質(zhì)有:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯一醋酸乙烯酯共聚體(EVA)、聚乙烯醇