真空密封造型工艺流程、技术要点、操作技巧

　　内容摘要:介绍了利用真空V法工艺生产铸件的实际应用流程与技术要求，总结了V法造型工艺的优缺点和操作技巧。
　　1 真空密封造型工艺概述
　　真空密封造型铸造又称“V法造型铸造”，或者称“负压造型铸造”、“减压造型铸造”，它与传统的砂型铸造有很大的不同。它是釆用无粘结剂的干砂作造型材料，利用塑料薄膜密封一种特制的砂箱，并依靠真空泵抽出型内空气，造成铸型內外有压力差，使干砂紧实，并具有一定硬度，然后起模制成砂型。下芯、合型后即可浇注而获得铸件的一种特种铸造工艺方法。
　　真空密封造型铸造与传统的砂型铸造相比，具有以下主要特点：起模容易，不需振动或敲击，在模样起模斜度很小或不留起模斜度条件下也能起出，且所用的型砂颗粒细，砂型硬度可达到90以上（型砂硬度计读数），因此铸件的尺寸精度高，表面粗糙度低。由于型砂中不加粘结剂、水和咐加物，因而简化了砂处理工作，而且造型和铸件落砂清理的劳动量也大大减少，旧砂回用率可达95%以上，作业环境卫生较好。所用设备比其它造型设备便宜，设备所需动力比其它工艺设备也少，模板和砂箱的使用寿命延长，生产周期缩短，金属利用率高，废品降低，铸件内外质量好，因而铸件成本有所降低，真空密封造型跟树脂砂造型比有竞争优势。
　　2真空密封造型应用范围
　　灰铁件：机床床身、机床带T形槽的工作平台、钻床机座、摇幦钻床、曲柄、平衡块、叉车配重、变速箱体、锅炉片、浴盆、磅秤法码、机体、汽车飞轮、刹车鼓、水泵叶轮、泵头铸件、皮带轮、钢琴的弦排等。球铁件：管件、阀门、桥壳、大轮等。
　　铸钢件：阀门、衬板、摇枕、后桥、箱体、轮毂、轮罩壳、煤机钻座、钢轮绳一一轮等。高锰钢：耐磨衬板等多种铸件、链轮等，还有其它各种铸件。
　　但是，有些几何形状复杂的铸件需要和树脂砂、覆膜砂、消失模等其它工艺结合起来，用于解决覆膜较难的复杂铸件是可行的。一
　　3 真空密封造型的技术要点和操作技巧
　　3.1 怎样理解真空密封造型所用薄膜和要求？
　　型腔薄膜是真空密封造型的主要材料之一，也是一种塑料薄膜。但并非所有塑料薄膜都可用作真空密封造型的型腔薄膜，铸造采用热塑性薄膜具有以下特殊要求：应具有良好的延展性，型腔薄膜的厚度一般为0.05-1mm，在具有深凹结构的模样上覆膜成型时，其最终厚度减薄到0.006mm左右，而型腔薄膜应能滿足这种变化要求：薄膜表面不应有伤痕、杂物和气泡等，以免加热成型时薄膜表面破裂；型腔薄膜成型后热塑应力小，弹性消失，塑料薄膜不应缩回厡状；薄膜不应与模样、模板粘合便于脱模；薄膜受热分解产生的气体少，无毒无味灰分少。可用于真空密封造型的型空薄膜，按其化学成分不同，一般有：聚乙烯薄膜（简称为PE），聚丙烯薄膜（简称为PP），聚氯乙烯薄膜（简称为PVC），乙烯醋酸乙烯共聚体薄膜（简称为EVA），聚乙烯醇薄膜（简称为PVA）、聚苯乙烯薄膜（简称为PS）等。在诸多的塑料薄膜中，以乙烯醋酸乙烯共聚体薄膜（EVA）的性能最好，具有型腔薄膜所要求的综合性能，参见表1和表2。
　　表1 EVA塑料薄膜的性能
　　种 类
　　厚度 /mm
　　抗拉强度 /MPa
　　伸长率 /％
　　备注
　　纵向
　　横向
　　纵向
　　横向
　　EVA
　　0.06-0.13
　　23.1
　　21.6
　　825.4
　　874.2
　　国产材料
　　EVA
　　0.10-0.135
　　19.7
　　20.1
　　777.6
　　794.0
　　国产材料
　　EVA
　　0.11-0.12
　　26.0
　　25.0
　　587.8
　　801.8
　　日本材料
　　EVA
　　0.08-0.12
　　22.7
　　22.7
　　495.5
　　523.0
　　日本材料
　　表2 PE塑料薄膜的性能
　　种 类
　　厚度 /mm
　　抗拉强度 /MPa
　　伸长率 /％
　　备注
　　纵 向
　　横 向
　　纵 向
　　横 向
　　PE
　　0.04-0.052
　　14.4
　　17.2
　　145.8
　　568.6
　　国产材料
　　注：PE为农用聚乙烯薄膜
　　3.2 薄膜覆模成型前应注意什么？
　　薄膜覆模成型是真空密封造型旳的技术关键之一。
　　薄膜覆模成型，就是将塑料薄膜匀整地、无皱褶地密贴在模型表面上。因此，覆模成型旳的好坏，直接影响到铸件的质量。薄膜覆模成型前，不应忽视将塑料薄膜按要求放在加热器下予以烘软，然后再匀整地覆盖在模型表面上。
　　薄膜覆模成型前需将塑料薄膜加热烘软，其的原因一方面是为了增加薄膜的可塑性，因为塑料薄膜在冷态时塑性较差，不可能得到毫无皱褶的覆模效果，而薄膜覆模后的皱褶，反映到铸件上，就会在其表面出现条痕，降低铸件尺寸精度和增加铸件表面粗糙度；另一方面是为了消除薄膜的弹性，如果把冷态的薄膜覆盖在模型面上，在浇注金属液时，一遇高温作用，薄膜的某一局部即可能烧失开口，其本身的弹性作用会使开口处撕开拉大，从而使松散的砂子暴露出来，发生铸件夹砂或轮廓不清等缺陷。因此，一般在将塑料薄膜覆于模型成型前，都事先把塑料薄膜加热烘软。
　　3.3 对薄膜覆模成型时的真空度要求怎样控制?
　　塑料薄膜加热烘软的软化成型温度为100℃左右，加热源有：热空气、煤气、电辐射等。其中远红外线加热器釆用最多，这种加热器的加热效率高，效果好，便于成型；加热过度，薄膜损坏。薄膜覆模成型时，需借助真空泵抽真空使塑料薄膜覆贴在模型整个表面，而较好地成型。
　　需要指出的是