1、V 法铸造工艺的研究及应用摘 要本文简述了 V 法铸造工艺的定义、工艺过程、应用范围、特点及其在汽车桥壳等铸钢件生产中的应用，为更多的铸造生产企业和同行提供帮助，与大家一起共同推广和发展 V 法铸造技术。 关键词V 法；铸造；工艺应用 中图分类号：TQ172.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0397-02 1 V 法概述 1.1 定义 V 法造型是一种真空密封造型方法，又被称之为负压造型。V 法造型是一种物理造型方法，其通过真空泵抽出塑料薄膜密封砂箱内的空气，造成铸型内外的压力差，迫使干砂压紧，进而可以形成所需的型腔。 1.2 工艺过程 V 法铸造工艺的一般包
2、含以下几个阶段： 第一步，将模样固定在带有抽气箱和抽气孔的模板上； 第二步，如图 1 所示，在负压的作用下，将预先加热好的塑料薄膜，吸附到模板的整个表面上，并且在薄膜上喷上一层均匀的涂料并烘干。 第三步，将带有抽气管的砂箱放到已覆好塑料薄膜的模板上。 第四步，向砂箱内倾倒干砂，微震干砂，待干砂紧实之后刮平，在顶面放上密封薄膜。 第五步，如图 2 所示，通过真空泵的作用对砂箱做抽真空处理，使铸型内外形成约 0.030.06Mpa 压力差，在压力差的作用下使铸型成型。第六步，关闭模板的抽气阀门，即可起模； 第七步，如图 3 所示，进行下芯、合箱、浇注。 第八步，待铸件凝固后，关闭对铸型抽气阀门，在
3、型内压力趋于大气压的时候，铸型即可自行溃散，便于从干砂中取出铸件，且铸型的干砂能进行循环使用。 1.3 应用范围 目前，V 法铸造工艺主要应用在一些大中型较精密铸件生产，其中主要包括铜、铝、镁等有色金属或者铸铁、铸钢等黑色金属，但值得一提的是这些铸件壁厚范围在 3340mm。 2 V 法铸造工艺特点 2.1 优点 （1）V 法铸造的铸件表面光洁、尺寸准确、轮廓清晰，所获得的铸件外观较好； （2）V 法铸造所使用的设备较简单，不但能够节约投资，而且可以提高生产效率。另外，V 法铸造的旧砂回用率可达到 95%。 （3）工人劳动强度降低，劳动力降低约 25%左右； （4）由于模样不和砂子直接接触，那
4、么模样的使用寿命得以延长； （5）V 法铸造是一种绿色铸造工艺，主要是因为其采用的无粘结剂的干砂，不需要进行振动落砂，那么很好地改善了车间环境，降低了环境污染，有利于环境保护。 2.2 缺点 （1）V 法铸造很容易产生一些针孔和皮下气孔； （2）V 法铸造的操作较为复杂，一般只适用于小批量生产； （3）V 法铸造受到塑料薄膜的延伸性的限制，那么该工艺方法得不到较大规模的扩大应用。 3 V 法铸造工艺在铸钢件生产中的应用 目前，V 法铸造工艺主要应用于铸铁件的生产上，也得以日趋广泛的发展应用。尤其是近年来，我国高速公路和集装箱运输业的快速发展，一些大吨位的重型卡车需要大型的汽车桥壳，而 V 法铸
5、造能够很好地制作汽车桥壳方面，下面本文以汽车桥壳为例，对 V 法铸造的应用进行探讨。 如图 4 所示的汽车桥壳，其单件质量为 240kg 左右，其所要求的技术特点有： （1）铸件需要安放砂芯； （2）铸件壁厚不均，会出现裂纹； （3）铸件长度较长，容易出现弯曲变形的情况； （4）力学性能要求较高，屈服强度 s355MPa，抗拉强度b550MPa，延伸率 18%； （5）对汽车桥壳进行铸件气密性试验，在规定压力下无漏气。 （6）对汽车桥壳铸件要进行台架试验，其值疲劳寿命需要超过 80万次。 3.1 铸造方案 （1）造型制芯工艺。制芯主要是采用 V 法造型+树脂砂工艺；在容易出现裂纹的位置加设防裂
6、筋，提高抗裂性；在热节点出采用保温冒口，避免铸件出现缩孔、缩松等情况； （2）浇注温度。无论在哪种铸造工艺，浇注温度都是较为重要的技术参数，在 V 法浇注过程中，由于铸件表面冷却速度较快，需要适当的提高浇注温度。一般将浇注温度控制在 15401600范围内，即可很好的避免产生出现一些铸件缺陷问题； （3）负压值及保压时间。负压值及保压时间是 V 法铸造工艺中的重要的技术参数，因为其不仅关系到铸型的紧实度，而且会对金属液的充型过程造成直接影响，所以需要对负压值和保压时间进行严格控制。 3.2 V 法铸造铸钢汽车桥壳的质量 V 法铸造与树脂砂和水玻璃砂工艺制造的桥壳相比，在质量上有了较大的提高，而
7、且 V 法铸造的成本与树脂砂工艺一样，远低于水玻璃砂铸造成本。在其他方面的质量主要体现在以下几个方面： 第一，V 法铸造的铸件几何形状清晰，外观明显优于树脂砂铸造； 第二，V 法铸造铸件表面粗糙度好，一般能够达到 25m；V 法铸造铸件的尺寸精度高，一般达到 GBCT8 级，在进行机加工时均能满足图纸要求的加工尺寸；铸件的质量精度高，质量精度优于 GBMT5 级； 第三，V 法铸造汽车桥壳材质，一般使用的是自主研发的合金铸钢材质，根据力学性能试验的结果显示，如表 1 所示，其抗拉强度b550MPa，屈服强度 s355MPa，延伸率 18%，可见该材质完全符合设计要求。 第四，对 V 法铸造汽车
8、桥壳的台架试验，其结果显示 V 法铸造汽车桥壳中值疲劳寿命达到 90.2 万次，高于 80 万次的行业标准（QC/T533-1999汽车驱动桥台架试验方法 ） 。 3.3 生产现状 通过 V 法铸造采取一系列的工艺措施，能够促使汽车桥壳达到了较高水准的质量，进一步地提升了汽车的安全性能。目前 V 法铸造主要生产应用在以下几个方面： 第一，在高锰钢铸件中的 V 法铸造工艺应用。我国最早采用 V 法铸造工艺生产高锰钢铸件的厂家中铁山桥集团有限公司，于 1983 年引进日本新东公司的 V 法生产线生产高锰钢辙岔，并获得成功。V 法铸造工艺在颚板、耐磨衬板、轧臼壁、破碎壁、轮辊、对辊等耐磨高锰钢铸件中
9、得到了较为广泛的应用。 第二，V 法铸造工艺广泛地运用在一些工程机械桥壳、摇枕、侧架等方面。目前，国内约有十余家企业开始使用 V 法铸造工艺对工程机械桥壳进行生产制作，其中河南天瑞、齐轨道装备等公司将 V 法铸造工艺应用在铸钢摇枕、侧架的大批量生产方面。 第三，V 法铸造工艺在铸钢槽帮上的应用。例如山东能源机械集团乾泰精密机械有限公司将 V 法工艺应用在 730 槽帮的铸造方面。 总结 综上所述，由于 V 法铸造工艺具备许多优点，而且是很多铸造工艺不可比拟的，对节约能源、保护环境方面都是值得推广的。然而 V 法铸造生产过程中会出现一些气孔、针孔等情况，所以需要对 V 法铸造工艺进行不断深入的研究，使其应用范围进一步拓展。 参考文献 1邵京城，李俊涛，艾国，杨刚.汽车铝合金缸体缸盖铸造工艺研究现状J.热加工工艺.2011（03） 2周德刚.V 法铸造工艺、设备和质量J.铸造设备研究.2008（05） 3冯海东.用 V 法造型生产挖掘机配重J.铸造技术.2004（02） 4王其东.V 法造型在国内外的应用及发展J.铸造技术.2004（08）
