V法铸造工艺的研究

浅谈新型铸造工艺V法造型江苏理工学院摘要：V法造型即真空密封造型，本文讲诉了V法造型的工艺流程，所用材料以及所用设备，还对其在国内外的发展趋势进行了分析。

关键词：V法造型；工艺流程；材料；设备0 序言真空密封造型(简称V法造型、又叫负压造型) 是用细干砂作型砂, 填入砂箱并加以紧实, 用塑料薄膜经加热后在带有通气孔和抽气装置的模样上覆膜成型, 密封砂箱, 并依靠真空泵抽出型内气体, 在一定的真空度下砂粒之间失去相对运动从而使砂子得到紧实, 形成所需的型腔; 这是一种较先进的物理造型方法。

V 法造型工艺, 生产的铸件表面光洁度和尺寸精度高, 生产工序简单, 金属利用率高, 旧砂基本全部回用, 造型成本降低, 少污染且劳动条件好, 这些独特的优点, 使其在国内外的工程机械配件、耐磨衬板件、汽车配件、浴盆、阀类件、铁路道岔和钢琴弦排件等行业得到广泛应用[ 1, 2]。

1. V法造型的特点充分认识V 法的特点, 对掌握V 法和采取最有利的方案都是重要的。

V 法造型的适应性能强。

装备的投资较少，材料消耗减少。

环境条件得到改善。

最有吸引力的还是铸件质量的改善。

这种造型腔光洁, 硬度均匀, 不含水分和粘法剂、溃散性好, 使铸件的尺寸精度和表面光洁度都很好, 不容易产生铸造缺陷, 内部质量也得到改善。

当然这需要严格的工艺控制。

1.1. V法造型的工艺流程模样上覆膜(吸模) →刷涂料→涂料干燥→加砂→振实→起模→下芯→合箱→浇注→落砂。

1.2.1. 塑料薄膜的材料选择塑料薄膜是决定V 法应用范围的重要因素。

V 法中使用的薄膜要求成型性好, 浇注时发气量少, 无嗅无毒。

EvA薄膜。

它的成型性好, 方向性小,发气量小, 无毒, 获得最佳延伸率所需要的加热温度较低。

PVC薄膜, 它有较好的强度和延伸率,来源方便, 价格较低, 但这种薄膜烧失时放出氯化氢等有害气体, 腐蚀设备, 污染环境。

1.2.2. 型砂材料的选择V 法使用的是已经干燥的各种泥砂。

V 法工艺浅析一、V法工艺原理真空密封造型也称负压造型，因真空英文为Vacuum 故简称V法，起源于日本。

它是利用塑料薄膜抽真空使干砂成型，可以誉为第三代造型法，即物理造型。

由于它不使用粘结剂，落砂简便使造型材料的耗量降到最低限度，减少了废砂，改善了劳动条件，提高了铸件表面质量和尺寸精度，降低了铸件的生产能耗，是一种很有发展前途的铸造工艺。

V法工艺原理图解：把模样放在一块中空的型板上，模样上开有大量的通气孔，将拉伸率大，塑性变形率高的塑料薄膜用加热器加热软化，将较细填充效率较好的干砂，加入砂箱内，然后进行微振，经适当的冷却时间以后取消真空，使自由流动的砂子流出，1、特点1）型砂是不含粘结剂的干砂。

2）用塑料薄膜使砂型成型，通过对砂箱抽真空使铸型硬化。

由于以上特点使造型、落砂、清理等工序大大简化，不需要混砂机和粘结剂的供给设备，使造型和砂处理系统得以简化。

2、优点1)、铸件尺寸精度高、轮廓清晰、表面光洁。

（1）铸型内腔表面覆有塑料薄膜，铸型面光滑无庇。

（2）砂型的内外压力差，使砂型各部分硬度均匀且高（85以上）。

（3）砂箱起模容易，拔模斜度小（0～-1°）。

（4）在金属液的热作用下，型腔不易变形。

（5）浇注时，由于砂箱保持真空状态，有利于金属液充填型腔。

2)、金属利用率高（1）由于V法铸件表面光洁，尺寸精度高，铸件加工余量小。

（2）由于金属液在型腔中冷却速度较慢，有利于金属的补给，故铸件冒口可减小，可提高金属的利用率，铸钢件可提高20%。

3)、设备简单、投资少因V法造型除需要增置真空泵和采用专用的砂箱外，其他设备较为简单，可以省去混砂机及一些辅助设备。

投资费用少，设备维修方便。

4)、节约原材料和动力由于V法使用干砂，落砂容易，砂子的回收率可达95%以上，采用V法造型消耗的动力较小，仅为湿型法的60%，可减少劳动力35%。

5)、模样和砂箱使用寿命长因模样有塑料薄膜保护，拔模力很小，只有微震不受高温高压作用，可模样不易变形、损坏。

V法铸造工艺、设备和质量作者：admin 发布时间：2010-12-11 9:53:36 来源：互联网摘要：介绍了利用真空V法工艺生产铸铁件、铸钢件的实际应用过程，总结了V 法造型工艺的优缺点和操作技巧。

关键词：真空密封造型，负压造型，V法造型，工艺特点1 概述真空密封造型是一种物理造型工艺方法，型砂中不加入粘结剂、水和其它附加物，因而减轻了砂处理的工作量，而且使造型和铸件落砂清理劳动量也大大减轻，旧砂回用率可达95%。

这种铸造工艺是利用塑料薄膜密封砂箱，依靠真空泵抽出型内空气，造成铸型内外有压力差，使干砂紧实，以形成所需型腔的一种物理造型方法。

因此，真空密封造型又名“负压造型法”，或真空密封造型，统称V法造型铸造工艺。

采用V法造型，与传统砂型铸造工艺相比，其设备投资可减少30%左右，造型用木制作模板，用钢板焊接制造砂箱。

所以模型和砂箱使用寿命长，生产周期短，材料利用率较高，铸件废品率降低，内外质量提高，从而铸件成本降低。

利用真空V法造型，可生产铸铁件、铸钢件和有色合铸件，甚至可以薄壁大型铸件，但要根据铸件的形状来决定。

2 V法造型工艺过程（1）模型和模板制造带有抽气室和抽气孔的模型和承接板。

将模型固定承接板上，模型的边缘以及关键部位开设透气孔，透气孔与承模板腔直接连通。

当空腔内处于负压时，空气通过透气孔被抽出去。

如图1所示（2）覆膜加热将一块尺寸与承接板大小差不多的塑料薄膜加热到软化状态，薄膜厚度一般为0.08mm~0.2mm，并具有良好的伸缩性和较高的塑料形变率。

如图2所示图2 薄膜加热装置（3）抽真空薄膜软化后，立即使真空装置开始工作，使软化的薄膜被吸覆在模型上，真空吸力通过透气孔作用于薄膜上，使薄膜与模型紧贴在一起，用真空系统抽出覆膜后承接板及模型中的空气，使薄膜紧贴在承接板和模型上，形成填砂用的承接板（称为覆膜成型），再向模型上喷上快干涂料。

如图3所示图3 模型抽真空（4）放置砂箱真空吸力继续作用于模型承载板上，把带有过滤抽气系统的砂箱放在模型四周，并位于薄膜的上面。

消失模/V法/实型铸造工艺及装备研发生产方案一、实施背景随着制造业的不断发展，传统铸造工艺已无法满足现代工业的需求。

这主要表现在生产效率低下、产品质量不稳定、能源消耗大、环境污染严重等方面。

因此，对铸造工艺及装备进行改革创新，提高生产效率和产品质量，降低能源消耗和环境污染，已成为当前制造业的重要任务。

二、工作原理消失模/V法/实型铸造工艺及装备研发生产方案是一种全新的铸造工艺及装备。

该方案以消失模铸造工艺为基础，结合V法铸造和实型铸造的优点，形成了一种全新的铸造方式。

消失模铸造工艺是一种无模铸造工艺，其原理是将模型浸泡在涂料中，然后进行干燥和烧结，最后浇注金属液得到铸件。

V法铸造则是一种利用真空负压来形成铸型的铸造工艺，其原理是将模型放置在密封箱内，然后抽真空使模型紧贴在箱壁上形成铸型，最后浇注金属液得到铸件。

实型铸造则是一种利用树脂泡沫塑料制作铸型的铸造工艺，其原理是将泡沫塑料制成与零件相反的形状，然后进行涂料、烧结、切割得到铸件。

本方案将这三种铸造工艺及装备进行优化组合，形成了一种全新的铸造方式。

该方式具有生产效率高、产品质量稳定、能源消耗低、环境污染小等优点。

三、实施计划步骤1.研发新型涂料：针对消失模铸造工艺和V法铸造工艺的特点，研发一种新型涂料，使其既具有优良的耐火性又具有优良的附着力。

预计需要投入100万元人民币。

2.开发新型泡沫塑料：针对实型铸造工艺的特点，开发一种新型的泡沫塑料，使其具有优良的强度、耐火性和发泡性能。

预计需要投入80万元人民币。

3.开发新型铸造设备：根据上述三种铸造工艺的特点，开发一种新型的铸造设备，实现自动化生产和控制。

预计需要投入200万元人民币。

4.试验验证：在实验室和现场进行试验验证该方案的有效性和可行性。

预计需要投入50万元人民币。

5.推广应用：经过试验验证后推广应用到实际生产中提高生产效率和产品质量降低能源消耗和环境污染预计需要投入200万元人民币。

四、适用范围该方案适用于各种机械零件的生产制造包括汽车、机床、纺织机械、液压设备等领域的零件生产。

v法铸造薄膜一、什么是v法铸造薄膜？v法铸造薄膜是一种通过物理气相沉积方法制备薄膜的技术。

它利用高能离子撞击固体靶材，使靶材中的原子或分子脱离并沉积在基底表面上，形成薄膜。

这种方法可以制备出高纯度、均匀性好、致密度高的薄膜，广泛应用于光学、电子、材料等领域。

二、v法铸造薄膜的原理v法铸造薄膜的原理主要包括以下几个步骤：2.1 靶材制备首先需要制备出符合要求的靶材。

靶材的制备通常采用熔炼、热压、电化学沉积等方法。

靶材的纯度和结构对最终薄膜的质量有着重要影响。

2.2 高能离子轰击制备好的靶材被放置在真空室中，通过高能离子轰击使其表面的原子或分子脱离。

高能离子的轰击能量可以调节，以控制薄膜的成分和性质。

2.3 沉积在高能离子轰击的同时，基底表面也被加热，使其成为一个沉积区域。

脱离的原子或分子在离开靶材后沉积在基底表面上，形成薄膜。

沉积的过程中，还可以通过控制基底的旋转或倾斜来调节薄膜的厚度和结构。

2.4 冷却和退火薄膜沉积完成后，需要进行冷却和退火处理。

冷却可以使薄膜固化，而退火可以提高薄膜的结晶度和致密度。

三、v法铸造薄膜的应用v法铸造薄膜在各个领域都有广泛的应用。

3.1 光学领域v法铸造薄膜可以制备出具有特定光学性能的薄膜材料，用于制作光学元件如反射镜、透镜、滤光片等。

这些光学元件在激光技术、光学通信、光学仪器等领域有着重要的应用。

3.2 电子领域v法铸造薄膜可以制备出导电性能良好的薄膜材料，用于制作电子元器件如晶体管、电容器、电阻器等。

这些电子元器件广泛应用于电子设备、集成电路等领域。

3.3 材料领域v法铸造薄膜可以制备出具有特殊功能的薄膜材料，如防腐蚀薄膜、防磨损薄膜、防反射薄膜等。

这些功能性薄膜在材料工程、表面处理等领域有着广泛的应用。

3.4 生物医学领域v法铸造薄膜还可以制备出用于生物医学领域的薄膜材料，如生物传感器、药物控释器等。

这些薄膜在生物医学诊断、药物研发等方面具有重要的应用价值。

v法造型在生产耐磨铸件中的应用
V法造型是一种铸造工艺，主要应用于生产各种铸件，包括耐磨铸件。

在生产耐磨铸件中，V法造型具有以下应用：
一、高精度铸造
V法造型可以实现高精度铸造，能够生产出形状复杂、精度高的耐磨铸件。

这是由于V法造型采用了先进的数控技术，可以精确控制铸造过程中的各个参数，从而保证了铸件的精度。

二、高效率生产
V法造型可以实现高效率生产，能够快速生产出大批量的耐磨铸件。

这是由于V 法造型采用了自动化生产线，可以实现连续生产，从而提高了生产效率。

三、优质铸件
V法造型可以生产出优质的耐磨铸件，具有良好的耐磨性能和耐腐蚀性能。

这是由于V法造型采用了高温高压的铸造工艺，可以使铸件的组织更加致密，从而提高了铸件的硬度和强度。

四、环保节能
V法造型是一种环保节能的铸造工艺，可以减少废气、废水和废渣的排放，从而降低了环境污染。

同时，V法造型采用了高效的能源利用方式，可以节约能源，降低生产成本。

总之，V法造型在生产耐磨铸件中具有广泛的应用，可以实现高精度铸造、高效率生产、优质铸件和环保节能等多种优点。

V法工艺设计中应用热场分析避免泥芯烧结缺陷摘要通过对V法铸件浇注与凝固过程中铸件易烧结部位的比内能分布的热场分析，确定不同工艺条件下的良性热场和不良热场，通过分析热场和泥芯烧结形成因素，分析了V法铸件泥芯烧结缺陷形成的主要原因，在V法工艺设计中采取相应的工艺措施以消除对热场分布的影响，通过积极的工艺干预，获取了健全的铸件。

通过1个铸件的几个工艺方案的对比，说明热场分析方法在V法铸造生产中的实际应用。

关键词热场；比内能；工艺分析；泥芯烧结在金属液全部浇入型腔后至金属液凝固的这段时间里，型腔内金属液(包括铸件和浇冒系统)以温度为表症的比内能(单位质点含有的能量J/kg)分布即为热场。

V法铸造生产工艺目前在我国铸件生产中已发展成为生产普通灰铁铸件的主要工艺方式，其中特别是工程车辆的平衡重块到2012年近90%都是来自于V法铸造生产。

大部分平衡重为厚大铸件，热容量大。

在铸件几何结构中材料富集部位泥芯高温烘烤时间，在这类铸件中泥芯相对铸件体积比小，泥芯受铁液包裹时间长，发生铁液向泥芯渗透的概率较大，经常出现严重的泥芯烧结现象，导致清铲困难，影响铸件尺寸精度、表面质量及生产效率。

也就是说在铸件泥芯部位局部过热并因局部过热引起了缺陷。

为此引入热场概念。

通过对铸型浇注完毕后，金属液总体的温度分布以及随冷却条件的差异导致温度分布变化的研究，确定热场的分布，以及依据树脂砂的溃散条件，通过积极的工艺干预，采取适合的铸造工艺布置，以弥补产品设计中不利于铸造生产的不足。

1 工艺分析配重的铸件外形结构如图１所示，属大吨位厚大件，在装配孔泥芯周围属于材料富集区域。

针对产品的上述特征，以及经常出现的泥芯烧结现象，对该系列产品的铸造工艺重新进行了分析，并制定了相应方案。

图１铸件结构示意图1.1 呋喃树脂泥芯粘砂（烧结）分析由于Ｖ法铸造为干砂型铸造，其型砂导热率大大小于湿型砂导热率，厚大件热容量也大，并且泥芯相对铸件体积比很小，泥芯前沿铁液凝固缓慢，从而延长了泥芯高温烘烤时间，在大量铁液包裹下，泥芯被加热的温度就越高；且泥芯为树脂砂泥芯，树脂在500℃左右分解，树脂膜被烧蚀，砂粒间隙增大并丧失粘结力，泥芯强度逐渐下降，砂粒间空隙变大，再受到铁液压力作用下，可能产生自由移动，导致涂料层破裂，加之铁液的浮力作用，会引起泥芯变形，成容易使涂料层破裂，从而铁液易于渗入泥芯，形成金属与砂的混合物类粘砂。