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    V法铸造铸型负压状态的控制

    发布时间:2020-03-11  发布者:明盛铸铝

      V法铸造是通过铸型负压来使振实后的型砂硬化成型的,因此,铸型负压状态的控制对铸型的强度、刚度和稳定性具有重大的影响,甚至直接关系到该工艺的成败。生产中负压状态的控制包括铸型的真空度和抽气流量2个方面。
    1、V法铸造铸型的真空度
    铸型的真空度又称负压度,指的是铸型内的实际压力低于环境大气压力的差值,即铸型真空度=环境大气压力-铸型内的实际压力,其具体数值可由真空表读取。对于V法铸造来说,从造型开始直到铸件的整个浇注过程和凝固前期,铸型都保持一定的真空度,其作用主要有以下几个方面:
    (1)进一步紧实震实后的干砂,使铸型保持足够的强度、刚度和稳定性;
    (2)及时吸走浇注过程中型腔内产生的大量气体,并维持低限度的负压,以防止铸型坍塌或铸件变形;
    (3)消除浇注时涂料、薄膜气化产物对现场的污染;
    (4)在一定程度上防止铸件的高温烫坏背膜,造成铸型密封性变差,从而在吊起砂箱时导致塌箱或引起铸件变形。
    在V法造型中,如果铸型的紧实度基本相同,则其强度、刚度和稳定性可以近似地采用易于测定的铸型硬度数值来衡量,它与铸型真空度密切相关。在一定范围内,铸型的真空度越高,用以表征强度、刚度和稳定性的铸型硬度就会越高,系统达到稳定状态的时间也越短。当负压度为0.04MPa时,铸型在9s达到稳定值,硬度值为85HB;当负压度为0.06MPa时,铸型在7s达到稳定值,硬度值为90HB。但真空度并不是越高越好,过高的真空度不但急速增大能耗,而且也会恶化铸件的表面质量,导致严重的粘砂缺陷的产生。
    2、 V法铸造铸型的抽气流量
    铸型的抽气流量指的是单位时间内从铸型中抽走的气体体积,也称抽气速率。气体被抽走导致铸型中负压的产生,而铸型周围环境中的气体在负压的作用下又会沿着密封不够严密的间隙进入铸型(即“漏气”从而使负压减小。铸型的抽气流量与真空系统的抽吸能力(即铸型抽气管前端稳压罐的真空度的大小)、抽气管阀门的过流面积和抽气时间成正比;漏气量则随着漏气面积的增大而增加,同时又会随型内负压的降低而减小。铸型中抽气流量与漏气量的动态平衡决定着铸型内任一瞬间真空度的数值,也同时影响着铸型的强度、刚度和稳定性。
    在V法铸造过程中,铸型的抽气流量和漏气量的动态平衡以及由此而形成的真空度的大小是随着工艺流程的进行而不断变化的。在浇注前,铸型漏气的原因主要是由于薄膜与砂箱的密封不够严密而引起的,抽气流量主要是为了弥补这一部分的漏气损失。因此,较小的抽气流量就足以形成维持铸型稳定的真空度。在浇注过程中,由于铁液热流的作用导致EVA薄膜不断的气化,密封涂料层也部分地受到破坏,型腔中产生的大量气体就会在负压作用下经由这些地方进入铸型,从而引起真空度的急速减低。这时如果不迅速增大抽气流量以确保维持铸型稳定的真空度,铸型就会发生胀砂、变形、坐箱,有时甚至会导致塌箱现象的发生。此后,随着浇注的进行,型腔空间逐渐为铁液所充填,进入铸型的气体数量逐渐减少,抽气流量也从高值逐渐下降,与此相应,铸型真空度在经历了一个低值后又慢慢地回升,后,铸型内真空度和抽气流量又达到了一个相对稳定的数值。
    由此可见,在V法铸造的整个工艺过程中,需要通过不断地调整抽气流量以确保铸型稳定所必需的真空度。影响抽气流量调节的因素很多,如铸件和砂箱的大小与结构,生产中不同工序对抽气流量的需求,现场工装、设备以及操作人员的素质所造成的漏气量大小的差异等。因此,需要根据各厂实际情况的不同来确定各个工序抽气流量的调节数值。V法铸铁件的质量大多偏大,一般而言,在实际生产中,铸型的真空度需要保持在0.038~0.044MPa方可保持足够的强度、刚度和稳定性。在浇注阶段,根据条件的不同,铸型真空度将减少0.01~0.03MPa,因此,在浇注开始后极短的时间内迅速加大抽气流量以弥补真空度的损失,这时就需要真空系统具有较大的抽吸能力。真空泵的能耗较大,基于节能减排的考虑,在配置真空系统时候,采用了双重负压压力系统。在造型和等待浇注的过程中采用低负压系统,而在浇注开始瞬间迅速开启高负压系统。通过对造型和浇注过程中真空抽气量的合理控制,达到大限度利用真空系统效益的目的。浇注15min之后,铸件表层已结壳,而且负压趋于稳定不再变化,此时可将高压转换到低压。

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