一、V法与消失模铸造的比较
V法铸造和消失模铸造具有共同特点,使用干砂,真空泵抽气,震实台紧实干砂型,塑料薄膜密封砂箱,形成砂型,内外有压力差而紧实。V法铸造是空腔,消失模铸造是实腔——白模为实型腔,金属液浇入后而消失。二者各有特色和利弊,可依据铸件的特点和要求择其之一,使铸件生产出质量,成本,获得利润。
V法铸造与消失模铸造有着共同的主要设备和工艺,采用消失模铸造的厂家或车间,有些铸件改用V法铸造更加合理,投入更少,产出更多。消失模铸造工艺流程如图1所示,V法铸造工艺原理及流程如图2所示。
从图1和图2中可以发现消失模铸造和V法铸造的相同和差异,如表1所示。
图1 消失模铸造工艺流程
图2 V法铸造工艺原理及流程
表1 消失模铸造和V法铸造的比较
特性
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消失模铸造
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V 法铸造
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模型
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泡沫塑料白模(手工、发泡成型)
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模板(带有抽气箱和抽气孔)
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砂箱
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一面或五面抽气(或漏底),高
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带有过滤抽气管,低
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薄膜
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一箱上面薄膜
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上、下箱模型覆EVA,顶或底面各覆PVC
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上涂料
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涂料与合金白模匹配浸、刷(水基)
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涂料与合金匹配喷、刷(醇基、快干)
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震实造型
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一箱(可组串)与熔炉容量相配
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上、下箱(模板)
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合箱
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一箱抽空气
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上、下箱各抽空气(可放冷铁、下芯)
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浇注
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负压条件下配合抽气操作
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负压条件下配合抽气操作
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落砂
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翻箱、漏底、落砂床(格)
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砂箱吊至落砂格
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常见缺陷
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EPS白模引发炭黑、积炭、皱皮;白点、黑渣
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气孔上、下合箱披缝
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消耗
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EPS0.04~0.05元/克,STMMA0.15~0.2元/克
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薄膜比消失模铸造多耗三面 (砂箱面积一样)
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二、V法铸造与消失模铸造的选定
一些单位在生产实践中,上了消失模铸造但由于铸件的特征再添V法铸造;而有V法铸造的车间由于铸件特征再扩加消失模铸造。这样的选择主要出现在中小厂家,小中批量铸件的生产单位,其目的是为了更有效发挥二者共同设备的使用率。
1、可组串,按炉子的容量比如1000kg,则一箱单件或多件组串,铸件加浇注系统均在1000kg以内。比如高锰钢振动筛板,一箱24块,均为一炉一次发挥了消失模铸造突出的优势。
不便组串,铸件面积大,体积大,重量又不重,如汽车后桥、铁路货车、侧架摇枕等以V法铸造工艺为宜,一箱一件或二件或多件,适宜于型板平面上下分型布置(可下泥芯、冷铁)。
2、薄板铸件,采用消失模铸造,因为金属液流入热量不够气化裂化分解EPS白模而引发积炭、皱皮、炭黑表面缺陷;采用V法铸造因是空腔,克服了使用EPS的弊端。如1.2m×1.4m×7~8mm钢琴骨架,和其他薄壁铸铁件工艺品、装饰品、铁锅、浴盆等。
3、白模EPS用量比较大的铸件,如叉车的平衡铁,工程车的配重压铁、V型铁块等,这些铸件因白模耗量过大,制成空心又比较麻烦,故将消失模铸造改成V法铸造,或直接上V法铸造:一方面降低白模消耗,另外也避免白模熔化带来问题,更有利于使铸件表面光洁、平滑。
4、铸件对含碳的敏感,铸件 (合金液) 对碳的含量不是很敏感,如高锰钢、中高碳多元合金钢,合金铸铁等抗磨件如球磨、衬板、隔子板、导向板、滑槽、锤头、铲齿等等,采用消失模铸造;而对于对含碳量比较敏感,如ZG20、ZG25、ZG30等阀体、泵体、简单结构(便于水平分型或下芯、下冷铁)铸钢件,采用V法铸造为宜,避免了消失模EPS的增炭。
5、需要下芯,对下芯要求比较高的,或下泥芯量比较大的,如铸钢ZG35、高速公路桥护栏的支架,管子穿过每个支架孔时要准确划一,采用消失模发泡成型白模,组串铸造为佳,铸钢件的支架孔,管子穿串顺利,极易安装;对球铁,各类管件采用消失铸造,一箱白模组串,紧实干砂为泥芯,效率高。
三、消失模铸造加置V法铸造工艺装备
V法铸造自上世纪60、70年代从日本推出,美国、俄罗斯、德国、法国、英国等发展很快;80年代国内引进V法铸造后发展很快,如生产浴缸、浴盆、锅、道叉、配重、平衡块、耐磨衬板、抗磨铸件、铁路货车铸钢件K2摇枕、侧架等。年产几千吨到十万吨的V法铸造生产厂家,上规模生产线有30多条。最近国内消失模铸造厂家发展迅速,尤其是中小厂家,但实践中有些铸件采用消失模铸造不很对号,因为EPS白模用量大,同时极易引发疵病,故已加置或上V法生产。使其相得益彰,取得较好效果。
V法铸造与消失模生产线布置如图3.
中小消失模铸造生产单位,由于铸件不稳定,仅使用消失模铸造工艺往往不能适应市场客户的需要,比如低碳ZG20、ZG25、ZG35的法兰卷,泵、阀体、地碳合金钢铸件,薄壁的球铁件或铸铁件,加置V法铸造的砂箱、腹膜制型的工艺装备即可。
1、紧实台的载重量,往往已采用消失模铸造的紧实台载荷比较大,如500kg、100kg或更大中频电炉容量匹配振实台载荷5t、10t、20t等,砂箱长×宽×高的容量恰为浇注一炉的合金液量(浇冒系统白模组串)。
V法铸造常见振实台载荷为2t、4t、6t,因为砂箱扁平而浅,且上下合箱。所以,利用消失模铸造振实台,选V法铸造的铸件模板布置,上下箱载荷尽量接近消失模铸造已具备的振实台载荷。将振实台面积展开,能放置长×宽×浅的扁平砂箱,充分利用其振实台载荷能力。消失模铸造上下左右前后三维紧实为多,V法铸造仅上下一维紧实。
2、抽气箱和抽气孔模:制作抽气箱和抽气孔模,模型在模板上布置,据铸件大小、形状、结构、重量而水平分型,一箱一模或一箱多模组合。
3、砂箱V法铸造砂箱与消失模铸造同而有异,因为它的铸件扁平,浴盆、浴缸、锅、配重、压铁如,汽车后桥(耗白模量大,易产生疵病)、泵体阀体(低碳铸钢、消失模铸造、ZG15、ZG20、ZG25、ZG30避免EPS白模的增碳,偏析,要下芯),其砂箱结构抽气方式,如已有供应砂箱尺寸:1200mm×1000mm×250mm,2000 mm× 1600mm×300mm,3300mm×1200mm×650mm,还可以自制其他尺寸砂箱。
四、V法铸造与消失模铸造可共用设备
1、 真空泵和真空抽气管路系统,二者均采用水环式真空泵,V法真空度一般是 -0.04~-0.06Mpa,真空泵SK-6、SK-12、SK-20、SK-30、SK-43。消失模铸造时对真空泵选择还要考虑抽气量,所以其真空泵比V法真空度的考虑要大,因为顾及抽气量的考虑,所以V法生产时使用消失模铸造的真空泵后者往往真空度较大,操作时注意。
2、 振实台只有一台,V法造型时,先造下型,再造上型,吊入工位(生产线)合箱。
浇注工部吊包等可共用。
3、落砂、砂处理装置,二者可交替使用,如果抽真空管路系统接口有多个砂箱可同时在真空状态下浇注,则可在生产线或滚道上顺序浇注。浇注时,要注意不同的操作工艺。
图3 V法铸造与消失模生产线布置
1-除尘器;2-气动雨淋加砂器;3-真空砂箱;4-模具;5-真空箱;6-振实台;
7-除尘管道;8-卸料点;9-真空管道;10-三维振实台;11-除铁器;12-斗式提升机;
13-气力输送装置;14-砂温冷却装置;15-振动给料机;16-输送机