大型铸铁件的V法生产技术链条

大型铸铁件的“V”法生产技术

大型铸铁件的“V”法生产技术 2012年08月29日 摘 要：在“v”法生产中采用负压稳压、细干砂、合理的浇注系统、予置内冷铁等关键技术生产港口机械大型铸铁件，不仅铸件表面品质和尺寸精度大大提高，而且节能环保、改善劳动条件。“v”法铸造因其固体废弃物最少，符合节能减排的要求。 V法铸造目前国内外一般应用在5～6吨以下的中小件铸造上，几十吨重的大型铸件用V法生产的还很少，原因是做大件负压不易稳定，容易造成塌箱。生产港口机械配重，大型铸件比较多，为此进行了V法生产大型铸件的技术研发，成功生产了重达21．54吨的大型平衡重铸铁件。本文简要论述大型铸件V法生产的关键技术。1、负压稳压 真空泵机组为负压砂箱提供稳定的负压场，使干砂在大气压力作用下定型，同时将汽化过程中产生的气体吸走，保证浇注顺利有序进行。真空度高，型腔紧实度高，铸件质量也高。但真空度过高时，造型材料的紧实度也大，铸件就易出现裂纹；而且金属液常被抽过涂料层形成铸件表面的针刺和粘砂缺陷。当真空度过低时，会降低铸型的紧实度。同时还降低了排气效率，铸件易产生增碳和气孔等缺陷，当铁水充型时，内外真空度急剧下降，同时受力失去平衡，造成干砂向气隙流动，容易引起坍塌。 采用多功能控制柜控制真空泵机组，可以满足不同工序所需负压， 一般覆膜和保压只需0.03～0.04 MPa真空度和较小抽气量，而起模和浇注需0.05～0.06 MPa真空度和较大抽气量。多功能控制柜增加了电机运行状态反馈和实时动态优化调节、变频调速的功能。使电机处于智能化状态下运行，电机的输出功率与实时负载刚好匹配，从而减少铜损、铁损、改善电机启动、停机性能，达到节约、电机节电和延长寿命的效果。并将负压稳定在0.04～0.06Mpa范围。多功能控制柜在V法生产大吨位铸件上起到了保证质量和节能减排的作用。2 用细干砂 V法的最大优势是型砂不使用粘结剂、不含水分和粘上、不添加化学材料。当干砂大于100目时，铸件无粘砂，但当粒度小于100 目时，将会在铸件的大部分发生粘砂。因此细砂能使V法铸件表而有更好的光洁度。因为干砂中没有附加物，无其它发气性材料，细砂透气性低可以用真空来解决，因此在V法铸造中可以使用透气性差的细砂。因为粗砂要求更大的真空度，然而砂越细所需抽气量越小。通常砂的粒度。般采用70／140或100／200。 V法采用风冷水冷砂处理生产线。砂处理系统将型砂中的粉尘和杂质去除，并将过高温度的砂冷却，从而达到旧砂循环回用，节约自然资源，节能减排，减少环境污染的目的。3、合理的浇注系统 对于任何铸件都存在着一个特定的临界充型速度区间。当充型速度小于临界充型速度的下限时铸件易产生塌砂、浇不足；当充型速度大于临界充型速度区间的上限时，不仅铸型材料的热解产物没有足够的时间从金属、砂型、涂料界面排除，而且液态金属的流动液不稳定，这时铸件易产生气孔、皱皮、粘砂的缺陷。保证铸件良好成型的气压条件应该是：P大气>P铸型<P气隙：<P金属液。如果P铸型>P气隙可能发生型壁移动或铸件夹砂，甚至铸件不能成型。 如果P大气<P铸型，可能发生铸型溃散，致使铸件不能成型。如果P气隙过大，可能浇不足。 生产上要求V法铸造比湿砂铸造的浇注速度要快。大吨位铸件的浇注充满时间计算式： T=Sz√Q 其中Q=件重+浇冒口≈22540kg Sz取1．89 T=1．89 √22540≈283秒 应尽量控制在5～6分钟内充满， 一般最好采用底注开放式或半开放式的浇注系统，这样在浇注过程中，能快速平稳的充满型腔。因为V法造型中，浇注时问缩短些，可减少薄膜被破坏的可能性，防止型腔内压力降低过大导致铸型坍塌。如果浇注速度过慢，在金属液热作用下，塑料薄膜会提前汽化，铸型压力下降，导致塌箱，金属液产生的喷射也会损坏薄膜。 内浇道最小断面总截面计算： Fmin=W／PtC√2gH =22540／0.007×283×0.6√2×980×30 =78 cm2其中：W一浇注重量(kg)=22540kg P一金属密度(0．007kg／cm 2) T一浇注时间 (秒)=283 C一流量系数0.4~0.7 g一重力 980 cm／sec2 H一平均静压力头(cm)=30 cm 开放式浇注系统：直浇道／横浇道／内浇道=1：1.8：1.3 铸件浇注位置最高处安放明冒口： V法铸件收缩率较小(一般取0.83)干砂保温时间长，冒口冷却速度较慢，冒口体积可减少15—20％，主要原因是V法造型表面硬度可达95，型壁移动减少。冒口只需要补充铸件，没有型壁变形导致铸件增大；但V法型腔带有薄膜，几乎无透气性，腔内气体是通过冒口逃逸。4、予置内冷铁 平衡重属大型实体厚壁铸件，大多壁厚不均匀，若工艺处理不当，极易产生缩孔、裂纹等铸造缺陷，严重影响平衡重的安全使用。采用予置内冷铁，可减小冒口尺寸，提高工艺出品率。并使铸件实现均衡凝固、组织致密，从而消除铸件内部的缩孔和缩松，并消除局部热应力，防止裂纹。且有助于解决粘砂和烧结砂芯的问题。5 、结论 (1)V法铸造大型铸件可获得良好的铸件表面质量； (2)V法铸件收缩率较小，冒口冷却速度较慢，冒口体积可减少15～20％； (3)V法铸造型砂中无粘结剂、水和附加物。固体废弃物少，砂处理系统简单，干砂再生高达95％，设备投资少，运行能耗少，铸件清理的劳动强度减少50％； (4)V法铸造生产现场没有难闻的烟气，浇注时真空系统起到了烟气通道作用，薄膜涂料和树脂砂芯产生的气体都被真空抽走，并经过干湿过滤排空；V法采用高频率低振l峭振动紧实，时间短、噪音低；多功能电机控制柜控制电机运转，更平稳、噪音更小； (5)V法铸造技术环境友好，劳动条件好。符合优质高效、低能耗、少污染，节能减排可持续发展的高要求。

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