綠色鑄造工藝方法及材料裝備

綠色鑄造工藝方法及材料裝備

由于能源消耗和污染，這給中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了巨大壓力。《中國(guó)宣言》特別計(jì)劃將節(jié)能減排、綠色制造和循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為國(guó)家社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。鑄造行業(yè)作為中國(guó)制造業(yè)的重要組成部分,在快速發(fā)展的同時(shí)也產(chǎn)生了極大的能源和環(huán)境問(wèn)題。面向21世紀(jì)的鑄造技術(shù)將朝著綠色鑄造工藝方法和材料裝備的方向發(fā)展。砂型鑄造是鑄造工藝的主要方法,占整個(gè)鑄件生產(chǎn)的80%~90%。在鑄造生產(chǎn)中,由砂型鑄造的造型材料帶來(lái)的粉塵污染、空氣污染及固體污染最為嚴(yán)重。因此,實(shí)現(xiàn)砂型鑄造的綠色清潔生產(chǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色鑄造具有重要的意義。要實(shí)現(xiàn)砂型鑄造的綠色清潔生產(chǎn),應(yīng)盡量采用綠色的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑,并盡量降低粘結(jié)劑的加入量(最好不加粘結(jié)劑),這樣對(duì)解決舊砂的再生回用問(wèn)題大有益處,對(duì)環(huán)境的壓力也將大大減小。在目前涉及的砂型鑄造的各種方法中,采用無(wú)粘結(jié)劑干砂造型的消失模鑄造和V法鑄造、采用有粘結(jié)劑的水玻璃砂型鑄造是最可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造生產(chǎn)的工藝方法。無(wú)粘結(jié)劑的消失模鑄造被譽(yù)為“21世紀(jì)的鑄造新技術(shù)”、“鑄造中的綠色工程”等;水玻璃砂被國(guó)內(nèi)外的許多專家稱為最有可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造生產(chǎn)的型砂;而V法鑄造也因其具有節(jié)能、高效、環(huán)保、高品質(zhì)的工藝特點(diǎn)而廣受好評(píng),在21世紀(jì)將有廣闊的應(yīng)用前景。1金屬液汽化過(guò)程消失模鑄造又稱實(shí)型鑄造,它是采用與所需鑄件形狀、尺寸完全相同的泡沫塑料模代替鑄模進(jìn)行造型,模樣不取出呈實(shí)體鑄型,澆入金屬液汽化并取代泡沫模樣后形成理想的鑄件。自上世紀(jì)60年代消失模鑄造技術(shù)問(wèn)世以來(lái),隨泡沫模樣材料、化工和機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,消失模技術(shù)日益完善,在工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用,汽車行業(yè)中尤為迅速。消失模鑄造的工藝過(guò)程包括制造模樣、模片及澆注系統(tǒng)粘合、噴(或浸)涂料、填砂緊實(shí)、澆注、取出鑄件等工步,它與普通砂型鑄造的區(qū)別如圖1所示[3~4]。1.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義1)消失模鑄造是一種近無(wú)余量、精確成形的工藝。消失模鑄件尺寸精度和表面粗糙度接近熔模精密鑄造水平。由于充填砂采用干砂,鑄件廢品率顯著下降,鑄件質(zhì)量顯著提高。2)容易實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。室溫下的泡沫模樣材料對(duì)環(huán)境無(wú)害,澆注后燃燒產(chǎn)物經(jīng)凈化后對(duì)環(huán)境無(wú)公害,舊砂回用率在95%以上。工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,勞動(dòng)環(huán)境顯著改善。3)為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更大的自由度。原由多個(gè)零件加工組裝的構(gòu)件,采用消失模鑄造可以通過(guò)分片制模然后粘合的辦法整體鑄出,且型芯可以省去,孔、洞可以直接鑄出。4)金屬液的流動(dòng)前沿是熱解的消失模產(chǎn)物,會(huì)與金屬液發(fā)生反應(yīng)并影響到金屬液的充填。如充型過(guò)程中熱解產(chǎn)物不能順利排除,易引起氣孔、皺皮、增碳等缺陷。故要求工藝師掌握消失模鑄造成形原理,正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),制定合理的工藝方案。5)模具的制造成本較高,要求有一定的生產(chǎn)批量,否則很難獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2消失模中的鑄造技術(shù)消失模鑄造的關(guān)鍵技術(shù)包括:泡沫模樣材料及成形技術(shù)、涂料及涂敷技術(shù)、干砂及振動(dòng)緊實(shí)技術(shù)、工藝設(shè)計(jì)及澆注控制技術(shù)。1改變分散劑用量,提高試樣尺寸模樣是消失模鑄造成敗的關(guān)鍵,消失模模樣要滿足如下性能要求:(1)成形性能好,模樣表面光滑,沒(méi)有明顯凸起和凹陷,珠粒間融合良好,形狀和尺寸準(zhǔn)確地符合模樣圖的要求;(2)模樣內(nèi)不允許有夾雜物,密度不得超過(guò)允許的上限(密度通常為16kg/m3~25kg/m3),以使熱解產(chǎn)物盡量少,保證金屬液順利充填,且不產(chǎn)生鑄造缺陷;(3)模樣在涂敷涂料前,必須經(jīng)干燥處理,減少水分并使尺寸穩(wěn)定;(4)模樣應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度,以保證在取模、干燥、粘合、運(yùn)輸和涂敷涂料、填砂、裝箱等操作過(guò)程中不被損壞或變形。2模鑄造涂料的要求涂料配制及涂敷干燥是獲得優(yōu)質(zhì)消失模鑄件的重要環(huán)節(jié)。消失模鑄造涂料應(yīng)滿足如下要求:(1)在泡沫塑料模樣上有很好的涂掛性;(2)消失模鑄件表面粗糙度與涂料層厚度是否均勻、涂層表面是否光滑等直接相關(guān),因此要求涂料有較好的流動(dòng)性。3干砂充填模型消失模鑄造的造型緊實(shí)是獲得良好鑄件的重要工序。如果控制不當(dāng),就不可避免地產(chǎn)生廢品或其他缺陷,必須遵守一定的操作規(guī)程:(1)干砂一般選擇石英砂,其粒度分布應(yīng)相對(duì)集中,粒徑范圍根據(jù)鑄件大小和壁厚選擇;(2)模型簇在砂箱中的方位應(yīng)有利于干砂的充填和緊實(shí),盡量避免模型上的凹陷部位和盲孔朝向底部;(3)干砂充填建議采用雨淋式加砂,有利于干砂的均勻加入,避免對(duì)模型造成沖刷和撞擊;為了防止在振動(dòng)過(guò)程中模樣變形,振動(dòng)緊實(shí)時(shí)宜采用高頻低振幅的微振方式。42工藝設(shè)計(jì)和注入控制技術(shù)消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)及澆注控制原則應(yīng)保證生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件,獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益,有利于保護(hù)環(huán)境和便于操作。1.3鋁鎂合金消失模鑄造技術(shù)近年來(lái),我國(guó)的消失模鑄造技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但是總體上看,它還處于技術(shù)創(chuàng)新的初期。鑄鐵件的消失模鑄造生產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)已基本成熟,鑄鋼件(除低碳鋼件的滲碳缺陷控制外)的消失模鑄造技術(shù)在我國(guó)也基本掌握。圖2為我國(guó)安徽叉車廠引進(jìn)的消失模鑄造生產(chǎn)線。鋁合金的消失模鑄造,在美國(guó)等鑄造發(fā)達(dá)國(guó)家已可用于生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋等復(fù)雜鑄件;但在我國(guó),鋁合金消失模鑄件受到一些缺陷(主要是針孔)的困擾,廢品率居高不下,鋁合金鑄件的生產(chǎn)還比較少;半數(shù)的引進(jìn)設(shè)備和自己仿造、規(guī)模較大的生產(chǎn)線遠(yuǎn)未發(fā)揮應(yīng)有的效益。鎂合金消失模鑄造技術(shù),國(guó)內(nèi)外目前都處于研究開發(fā)階段。初步的研究結(jié)果表明,鎂合金非常適合消失模鑄造工藝,因?yàn)殒V合金的消失模鑄造具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):1)鎂合金在澆注溫度下,泡沫模樣的分解產(chǎn)物主要是烴類(烷烴、烯烴等)、苯類和苯乙烯等氣霧物質(zhì),他們對(duì)充型成形時(shí)極易氧化的液態(tài)鎂合金具有自然的保護(hù)作用;2)采用干砂負(fù)壓造型,避免了鎂合金液與型砂中水分的接觸和由此而引起的鑄件缺陷;3)與目前普遍采用的鎂合金壓鑄工藝相比較,其投資成本大為降低,干砂良好的退讓性大大減輕了鎂合金鑄件凝固收縮時(shí)的熱裂傾向;金屬液較慢和平穩(wěn)的充型速度避免了氣體的卷入,使鑄件可經(jīng)熱處理進(jìn)一步提高其機(jī)械性能。鋁鎂合金消失模鑄造技術(shù)的難點(diǎn)是:1)充型澆注時(shí),泡沫模樣的熱解氣化將吸收大量的熱量,造成合金流動(dòng)前沿溫度下降,過(guò)度冷卻易形成冷隔、皮下氣孔等鑄件缺陷。因此,足夠的澆注溫度和澆注速度對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)鋁鎂消失模鑄件至關(guān)重要,尤其是薄壁鋁鑄件。2)澆注溫度高達(dá)800℃,此高溫下,鋁合金的吸(氫)氣性強(qiáng),易使鑄件產(chǎn)生(氫)針孔(鑄件的致密性差),必須加強(qiáng)高溫鋁液的除氣精煉等處理;鎂合金的氧化燃燒嚴(yán)重,必須加強(qiáng)防氧化保護(hù)。這也是我國(guó)鋁鎂合金消失模鑄造技術(shù)目前未過(guò)關(guān)的主要困難。3)鋁鎂合金較好的澆注溫度應(yīng)是在750℃左右,為此需要低溫氣化的泡沫模樣材料。但泡沫模樣材料的研究方面我國(guó)進(jìn)行的研究工作較少。國(guó)外研究報(bào)導(dǎo)表明,在泡沫珠粒材料中加入某些溴化物,可以降低泡沫模樣的氣化溫度(即降低澆注溫度)。為了克服鋁鎂合金消失模鑄造中充型澆注、氧化燃燒、氫針孔等困難,提高消失模鑄造零件的性能,目前正在研究開發(fā)如下幾種特種消失模鑄造技術(shù),具有較大意義:1)真空低壓消失模鑄造技術(shù)(如圖3示)。它將真空消失模鑄造與低壓鑄造有機(jī)地結(jié)合起來(lái),特點(diǎn)是:綜合了低壓鑄造與真空消失模鑄造的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在可控的氣壓下完成充型過(guò)程,大大提高了合金的鑄造充型能力;與壓鑄相比,設(shè)備投資小、鑄件成本低、鑄件可熱處理強(qiáng)化;而與砂型鑄造相比,鑄件的精度高、表面粗糙度小、生產(chǎn)率高、性能好;在重力作用下,直澆口成為補(bǔ)縮短通道,澆注溫度的損失小,液態(tài)合金在可控的壓力下進(jìn)行補(bǔ)縮凝固,合金鑄件的澆注系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效、成品率高、組織致密;真空低壓消失模鑄造的澆注溫度低,適合于多種有色合金。2)壓力消失模鑄造技術(shù)(如圖4示)。它是消失模鑄造技術(shù)與壓力凝固結(jié)晶技術(shù)的結(jié)合。其原理是在帶砂箱的壓力灌中,澆注金屬液使泡沫塑料氣化消失后,迅速密封壓力罐,并通入一定壓力的氣體,使金屬液在壓力下凝固結(jié)晶成型的鑄造方法。這種鑄造技術(shù)的特點(diǎn)是能夠顯著減少鑄件中的縮孔、縮松、氣孔等鑄造缺陷,提高鑄件致密度,改善鑄件力學(xué)性能。加壓下凝固,外力對(duì)枝晶間液相金屬的擠壓作用和使初凝枝晶發(fā)生顯微變形,可大幅提高冒口的補(bǔ)縮能力,使鑄件內(nèi)部縮松得到改善;加壓凝固還會(huì)使氫析出需更高的內(nèi)壓力才能形核形成氣泡,抑制針孔的形成,同時(shí)壓力增加了氣體在固相合金中的溶解度,使可能析出的氣泡減少。3)振動(dòng)消失模鑄造技術(shù)。在消失模鑄造過(guò)程中施加一定頻率和振幅的振動(dòng),使鑄件在振動(dòng)場(chǎng)的作用下凝固。由于消失模鑄造凝固過(guò)程中對(duì)金屬溶液施加了一定時(shí)間振動(dòng),振動(dòng)力使液相與固相間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而使枝晶破碎,增加液相內(nèi)結(jié)晶核心,使鑄件最終凝固組織細(xì)化、補(bǔ)縮提高,力學(xué)性能改善。該技術(shù)可利用消失模鑄造中現(xiàn)成的緊實(shí)振動(dòng)臺(tái),通過(guò)振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng),使金屬液在動(dòng)力激勵(lì)下生核,達(dá)到細(xì)化組織的目的,是一種操作簡(jiǎn)便、成本低廉、無(wú)環(huán)境污染的特種消失模鑄造新方法。2無(wú)粘結(jié)劑石英砂砂箱砂V法造型又稱真空造型,它是一種全物理的造型方法。其基本原理是在特制的砂箱內(nèi),填入無(wú)水無(wú)粘結(jié)劑的干石英砂,用塑料薄膜將砂箱密封后抽成真空,借助鑄型內(nèi)外的壓力差使型砂緊實(shí)和成型。其工藝過(guò)程如圖5所示。2.1鑄造工藝及工藝特點(diǎn)1)鑄件的尺寸精度和表面光潔度較高。型砂與模樣之間有一層塑料薄膜,模樣的拔模斜度小,起模時(shí)不必敲擊模樣就能方便取出;所用的型砂顆粒細(xì),鑄型的硬度高且均勻;鑄件的表面較光潔,輪廓清晰,尺寸精度較高,毛刺少。2)舊砂處理及緊實(shí)工序簡(jiǎn)單。型砂中可不必加粘結(jié)劑、水分及附加物,簡(jiǎn)化了型砂處理工作,鑄件的落砂清理方便,舊砂只要過(guò)篩去除雜質(zhì)、冷卻后去除細(xì)粉即可回用。型砂的損耗少,回用率可達(dá)95%以上,造型時(shí)基本上不必?fù)v砂,適當(dāng)微震即可滿足要求。3)在具有塑料薄膜的鑄型中,金屬的流動(dòng)性提高,充填鑄型的能力較強(qiáng),可鑄造出壁厚為3mm左右的鑄件,鑄件的尺寸精度較高,機(jī)械加工余量減小,鑄件的重量減輕。4)清潔生產(chǎn)鑄造工藝。由于型砂中沒(méi)有粘結(jié)劑及附加物,澆注時(shí)產(chǎn)生的有害氣體少,勞動(dòng)強(qiáng)度降低,作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生較好。2.2v法建模的關(guān)鍵技術(shù)1示例2塑料薄膜檢測(cè)器3塑料薄膜4砂5涂料薄膜6真空和吸能力的控制2.3復(fù)用砂粒表面改性V法造型一般被認(rèn)為僅用于盆狀鑄件、深凹比不大的較簡(jiǎn)單形狀鑄件生產(chǎn),主要原理是:1)受塑料薄膜延伸率和成型性的限制,對(duì)于形狀復(fù)雜的鑄件覆膜較困難,尤其是對(duì)復(fù)雜的鑄鋼件,由于需設(shè)置較多的冒口,使塑料薄膜的成型更困難。2)型砂經(jīng)長(zhǎng)期反復(fù)使用后,砂粒表面將被冷凝的薄膜蒸汽所覆蓋,使型砂的流動(dòng)性降低,緊實(shí)度下降,性能變壞。同時(shí),砂子的冷卻和去除砂子中的粉塵問(wèn)題有待進(jìn)一步重視。3)目前,塑料薄膜的覆膜成型和采用軟管抽真空等工序多用手工操作,機(jī)械化與自動(dòng)化程度較低,造型生產(chǎn)率較低。4)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有V法造型裝置及系列技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備配套性也不好。相當(dāng)一部分V法造型是進(jìn)口設(shè)備,自主開發(fā)的產(chǎn)品較少。5)適于V法造型的涂料性能還待較大程度地提高。V法鑄造工藝技術(shù)的發(fā)展,涉及V法鑄造裝備、高性能薄膜材料及涂料等技術(shù)進(jìn)步,有待于對(duì)V法造型工藝的深入研究與全面理解和掌握。隨著上述問(wèn)題的不斷解決,相信基于V法鑄造工藝的綠色鑄造技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。圖6為國(guó)產(chǎn)的V法造型單元,它由雨淋加砂、振動(dòng)臺(tái)振實(shí)、加砂刮平、自動(dòng)覆背膜等工序組成。3鑄造型砂的研發(fā)區(qū)在目前被廣泛應(yīng)用的粘土砂、水玻璃砂和樹脂砂等三大砂型鑄造中,水玻璃砂型鑄造環(huán)境最為友好,被專家們認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)綠色清潔生產(chǎn)的鑄造型砂種類及工藝。我國(guó)90%以上的鑄鋼件生產(chǎn)采用水玻璃砂工藝,根據(jù)硬化方式及所采用的硬化劑的不同,水玻璃砂的分類如圖7所示。目前應(yīng)用最多是CO2硬化水玻璃砂及有機(jī)酯硬化水玻璃砂。3.1型砂的特性水玻璃砂型鑄造,與易產(chǎn)生黑色污染、灰塵污染的粘土砂型鑄造(組份中含有煤粉等粉塵物質(zhì))相比,具有型砂流動(dòng)性好、易緊實(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度低,操作簡(jiǎn)便、能耗低、勞動(dòng)條件好,型(芯)尺寸精度高、鑄件質(zhì)量好、鑄件缺陷少等許多優(yōu)點(diǎn);與易產(chǎn)生化學(xué)污染的樹脂砂(其中含有甲醛等有機(jī)揮發(fā)物組份)比較,又有成本低,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)毒無(wú)味、勞動(dòng)條件好等優(yōu)勢(shì)。不同種類的水玻璃砂具有不同的特點(diǎn)。1普通co水玻璃砂2硬水玻璃沙3微波硬化水玻璃砂被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的水玻璃砂型鑄造工藝。它具有水玻璃加入量低、強(qiáng)度高、硬化速度快、節(jié)能高效、易于控制、清潔衛(wèi)生等許多優(yōu)點(diǎn)。微波加熱水玻璃砂硬化原理是:微波以體積方式加熱水玻璃砂,微波能量使水玻璃中的水分子和硅酸鹽分子劇烈振蕩,各部分的水玻璃砂同時(shí)升溫,升溫速度均勻,脫水充分,水分遷移由里向外,且各深度層同時(shí)進(jìn)行,硅酸因脫水而硬化,并粘結(jié)砂子成砂芯(型)。該工藝由于可大大減少水玻璃的加入量,克服了常用水玻璃砂工藝潰散性差、舊砂再生困難的缺點(diǎn)。微波硬化水玻璃砂的最大缺點(diǎn)是吸濕性太強(qiáng),在強(qiáng)濕環(huán)境下硬化后的水玻璃砂強(qiáng)度下降過(guò)快。CO2硬化、有機(jī)酯硬化、微波硬化水玻璃砂的常溫強(qiáng)度和800℃殘留強(qiáng)度比較,如表1所示。3.2基于水玻璃砂技術(shù)的綠色鑄造技術(shù)12高性能水玻璃破決方法22水玻璃砂硬化技術(shù)3新水玻璃舊砂再生技術(shù)3.3微波加熱硬化水玻璃砂應(yīng)用技術(shù)從目前水玻璃砂技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用結(jié)果看,酯硬化改性水玻璃砂仍沒(méi)有徹底解決水玻璃舊砂再生回用過(guò)程中的潰散性差、回用再生性能差的問(wèn)題。提高水玻璃舊砂的潰散性差及回用再生性仍然是水玻璃砂技術(shù)研究的難點(diǎn)問(wèn)題,要使水玻璃舊砂的潰散性差及回用再生性接近自硬樹脂砂還有很長(zhǎng)的路程。隨著微波加熱與裝備技術(shù)的快速發(fā)展,微波加熱硬化水玻璃砂工藝的實(shí)際應(yīng)用成為可能。微波加熱水玻璃砂應(yīng)是最有可能實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的砂型鑄造工藝,因此,加強(qiáng)微波硬化水玻璃砂工藝應(yīng)用技術(shù)研究具有重要意義。由于微波硬化水玻璃砂具有較強(qiáng)的吸濕性,研究微波硬化水玻璃砂抗吸濕性材料、方法及裝備將是微波加熱硬化水玻璃砂工藝實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。水玻璃砂作為21世紀(jì)最有可能實(shí)現(xiàn)綠色清潔生產(chǎn)的鑄造型砂種類及工藝,基本要求包括:1)水玻璃舊砂實(shí)現(xiàn)完全再生回用;2)解決水玻璃舊砂循環(huán)再生回用過(guò)程中潰散性惡化、再生砂性能質(zhì)量下降問(wèn)題;3)進(jìn)一步提高水玻璃砂的使用性能(如強(qiáng)度、表面安定性、操控性、環(huán)境適應(yīng)性等);4)水玻璃砂相關(guān)材料(如:水玻璃品種、水玻璃改性劑、硬化劑)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,硬化方法的多樣化、靈活化等。4加熱及改性是否會(huì)影響塑料薄膜的性能機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),鑄造工業(yè)是機(jī)械制造業(yè)中不可缺少的重要組成部分。綠色制造、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是21世紀(jì)國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn),因此發(fā)展綠色鑄造迫在眉睫。21世紀(jì),無(wú)粘結(jié)劑的消失模鑄造、V法鑄造以及水玻璃砂型鑄造等綠色鑄造方法將得到長(zhǎng)足的發(fā)展。根據(jù)工廠的實(shí)際情況合理地選擇綠色鑄造、清潔生產(chǎn)工藝方法,對(duì)國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、工廠降低成本、提高利潤(rùn)都具有重大的意義。砂型鑄造占整個(gè)鑄件生產(chǎn)的80%~90%,是鑄造工藝的主要方法,如將“微波硬化水玻璃砂制芯”與“真空V法造型”相結(jié)合,將是較理想的綠色鑄造清潔生產(chǎn)砂型鑄造工藝組合,較徹底地解決砂型鑄造對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)真正意義上綠色鑄造。V法造型所用模樣與普通砂型用模樣不同,通常要在模樣上開設(shè)一定數(shù)量的通氣孔與中空的抽氣箱相通,以便抽真空將塑料薄膜吸附在模樣表面上。通氣孔的孔徑、孔距、位置和間距都要適當(dāng);對(duì)于塑料薄膜成型欠佳的部位,應(yīng)增加通氣孔的數(shù)量,以利于覆膜成型。選擇和設(shè)計(jì)加熱器時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):能夠在全部面積上均勻地將塑料薄膜加熱到所需要的溫度;能準(zhǔn)確控制加熱溫度,如加熱不足,塑料薄膜就難以按模樣輪廓清晰成型,如加熱過(guò)度,容易燒破塑料薄膜產(chǎn)生孔洞。塑料薄膜是V法造型的主要材料之一,它經(jīng)加熱軟化后,利用真空抽吸能緊貼附在模樣上。它對(duì)性能要求包括:具有優(yōu)良的延展特性(V法造型用塑料薄膜厚度一般為0.05mm~0.1mm,在具有凹深的模樣上成型時(shí),最終厚度僅為約0.006mm);塑料薄膜上面沒(méi)有氣泡及針孔等缺陷;成型時(shí)熱塑應(yīng)力小,成型后彈性消失(成型后塑料薄膜不會(huì)縮回原狀);塑料薄膜不與模樣產(chǎn)生粘合作用;塑料薄膜受熱分解時(shí)產(chǎn)生的氣體少,且無(wú)毒無(wú)味,灰分少。適合于V法造型的型砂有干石英砂、鋯砂、鉻鐵礦砂和橄欖石砂等。宜采用較細(xì)的型砂,以便獲得表面較光潔的鑄件;型砂中雜質(zhì)的含量少,否則會(huì)使型砂的流動(dòng)性變壞不易震動(dòng)緊實(shí),舊砂處理時(shí)應(yīng)除去全部殘留塑料薄膜;型砂溫度不宜過(guò)高,一般都將型砂冷卻至50℃以下回用;要防止型砂顆粒組成變大,定期補(bǔ)充一部分被除塵器帶走的細(xì)砂和少量的新砂。覆膜成型后、放置砂箱填砂之前,通常要在塑料薄膜表面噴刷涂料。V法造型涂料是位于型砂與塑料薄膜之間,噴刷在塑料薄膜表面上。其主要作用是:防止塑料薄膜灼破后裸露的型砂掉落;提高鑄型的耐火度;防止液體金屬在真空力的作用下,滲入砂?？障独?使鑄件產(chǎn)生機(jī)械