V法铸造

(一)工艺特点:

真空密封造型(V法造型)与传统砂型铸造方法有很大的不同,是一种物理造型法，它将真空技术与砂型铸造结合,用不加水份和粘结剂的原砂造型，靠塑料薄膜将砂型的型腔面和背面密封起来，借助真空泵抽气产生负压，造成砂型内、外压差使型砂紧固成型，经下芯、合箱、浇注，待铸件凝固，解除负压或停止抽气，型砂便随之溃散而获得铸件。

(二)V法造型的工艺过程如下所示:

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：

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.向砂箱内充填充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：

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：

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。

(三)V法造型的特点:

1、提高铸件质量：表面光洁、轮廓清晰、尺寸准确。用较细干砂，铸型硬度高且均匀，拔模容易。

2、简化设备、节约投资、减少运行各维修费用。省去有关粘合剂、附加物及混砂设备。旧砂回用率在

95%以上。模具及砂箱使用寿命长

3、金属利用率高。V法造型中，金属活动性较好，充填能力强，可以铸出3mm的薄壁件。铸型硬度高、

冷却慢；利用补缩，减少冒口的尺寸。工艺出品率提高，减少了加工余量。

二、基本工艺装备及设备

1、SK型水环式真空泵：为V法铸造提供真空环境。

2、震实台：紧实砂型

3、薄膜烧烤器：加热薄膜，管式电加热器作加热元件，也可用火焰或电阻元件加热远红外线板。

4、模板及芯盒：抽气孔ф2~3mm，要保证薄膜密贴模板，薄膜成型欠佳的部位需要加钻小孔。

5、有过滤抽气装置的砂箱及芯盒抽气方式：导管式、复合式、侧箱式。

三、真空密封造型法的工艺问题：

1、塑料薄膜：

聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、乙烯－醋酸乙烯的共聚物（EVA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯醇（PV A）。

要求：

（1）价格便宜。

（2）有足够的强度及延伸率。包括薄膜延伸的方向性要小，即横向与纵向延伸率之差。

（3）质量稳定。

（4）残留的薄膜容易处理。

（5）燃烧时发气量少，不造成公害。

（6）延伸率好、方向性小，对加热温度不敏感。

将深凹部分制为凸的阳模预先覆膜，经第二次覆型得到所需之型腔。变形量不够易在模型棱角处出

现皱折“桥”。延伸性不足是发生“桥”的主要原因。负压太低，成型速度下降，导致薄膜温度降低，延伸率下降。越薄、冷却快，桥的倾向越大。EVA、PVC中含醋酸乙烯14~19%，含量越高，延伸率越高，热敏感性越好。

2、砂的选择：

无透气性不足的问题，故粒度越尽可能小。S70/140或更细，S100/200,140/200目。混合砂容易在铸件表面出现脉纹状夹砂。

3、工艺设计中应注意的几个问题：

（1）浇注位置各分型面，从便于在模板上覆膜考虑，适用垂直分型的平做立浇工艺。

（2）浇注系统：底浇式、开放式、半开放式浇注系统，避免金属液高速冲刷型腔，产生回流和喷溅。以免过多过早地烧失薄膜，引起塌箱或其它缺陷。浇注时间尽可能短，增大内浇道面积或数目。大平面铸件，倾斜浇注。

（3）通气道：排气，使型腔与大气相通。

S通≥1/2S内总

δ通≈2/3δ件

有一定厚度推迟通气道的凝固时间，ΔP、气孔。

金属流动有一定方向性。

水平分型，通气孔引离铸件本身。

（4）浇注工艺：防止飞溅，始终保持直浇道呈充满状态。

（5）砂芯的排气：真空抽出，不需排气道。

（6）铸型的紧缩：

真空力使模样和铸型之间产生间隙，Δ＝0.5mm。

（7）抽气量：影响因素：薄膜与砂箱周边相结合部分的长度和结合程度。

（8）铸型冷却能力低：热扩散慢。

四、V法铸造设备特点及原理

V法铸造设备主要包括造型系统、真空系统和砂处理系统三大系列。造型系统以覆膜器、震实台为主。砂处理系统大多具有磁选、筛分、冷却等功能。为了满足环境保护的要求及微粉分离的需要，V法铸造生产线还必须配有良好通风除尘装置。

（一）砂处理系统：

浇铸冷却后的砂箱人工吊运至落砂格栅→上箱吊出→工件吊出→下箱吊离→型砂落至落砂过渡斗→ZS0660振动输送机→Y995悬挂磁选机→HL250链式斗提机→ZS600直线振动筛砂机→1#砂库→FTB20沸腾冷却床→D250斗提机→造型砂库→砂定量闸门→造型砂箱；

落砂格栅采用缝隙为10mm的条状栅格, 材质为铸钢件；能将型砂中的冷铁、未完全熔化的塑料薄膜等隔离，坚固耐用且分隔均匀；振动输送机将型砂输送至造型车间外砂处理系统且将型砂温度调匀，避免过热型砂对后续设备造成损坏而影响设备正常使用；悬挂磁选机将经过的磁性物质进行有效分离；1#砂库进一步调匀砂温。

1）系统调温，V法铸造生产线砂处理的关键是降低砂温，本方案降温措施：（1）采用水冷＋风冷式沸腾冷却器，流量7000-8000m3/h的风量是型砂前进的动力，又是有效降低砂温的有效措施。（2）设置有充足

容量的砂库，既能实现车间无砂化生产，又能使型砂有一定的自然冷却时间；（3）在型砂运转过程中强制通风能够带走一定的热量。

2）磁性物质分离，磁性物质在铸造生产中是危害较大的物质，本案采用措施：（1)落砂栅格将稍大的磁性物质如冷铁芯股等分离；（2）悬挂磁选机将磁性物质进一步分离；（3）双层筛网（5×5+3×3）直线振动筛将磁性物质进一步分离。

3）颗粒状物质分离，颗粒状物质影响型砂的紧实率进一步影响型砂强度。本方案采用措施（1）落砂栅格将杂物初步分离，人工定期分拣；（2）双层筛网（4×4）直线振动筛砂机进一步分离杂物。

（二）、造型系统：

造型系统由模板、砂箱、移动震实台、覆膜器组成。先将模板放置在移动震实台上，覆膜器覆膜，然后移动到砂库下方，砂库里的砂子由砂定量阀门控制，砂子下落到砂箱的同时，震实台震动，紧实砂型。

移动震实台沿道轨移动带出紧实后的砂箱覆被膜，上下箱覆膜后人工合箱，然后浇注；冷却后人工取出铸件，砂子进入砂处理系统循环利用。

（三）真空系统：

真空系统是V法造型必需的设备，主要有真空泵、水浴罐、滤砂与分配罐以及连接管道组成。

在整个造型过程中，真空系统始终保持开启状态，以满足造型真空度要求。

五、V法砂处理设备

（一）砂处理指标：

1）处理后砂温≤50℃;

2）型砂中无＞φ3mm砂粒等杂物;

3）砂处理能力≥20t/h；

4）型砂回用率≥95%；

5）设备噪声≤85dB（A）;

6）排尘指标≤120mg/m3。

（二）主要设备简介：

1、ZS0642惯性振动输送机

ZS系列惯性振动输送槽适用短距离输送型砂、热旧砂，碎石和焦碳等散状物料，并可根据用户要求将槽体制成全封闭结构，以达到密封除尘。

（1）该机用振动电机作动力源，具有结构简单，寿命长，给料均匀，维护保养方便，可调，能耗低等优点。

（2）槽底板为16Mn材料，寿命长，采用橡胶弹簧，噪音小。

（3）对基础无特殊要求。主要参数：

A.输送能力：20-40m3/h

B.功率：2×2.2kw

C.槽体宽度：600mm

D.槽体长度:420

0mm

2、S995悬挂带式永磁分离机

本机采用高质量磁铁，磁场强度大，磁分离效果好，结构紧凑，使用寿命长。本机垂直布置在输送旧砂的皮带机上方，当物料通过时，它能有效地分离出砂层中磁性金属物。

主要技术参数：

A.磁场强度：≥3000gas

B.带速：1m/s