V法精密铸造工艺装备对铸件质量的影响

摘  要：V法精密铸造工艺装备是保证生产过程实施的重要条件，在一定程度上会对铸型和铸件的质量造成影响。由于覆膜架、起模机构和砂箱等工艺设备在形成铸件质量方面的重要性，所以本文将对以上工艺装备对V法精密铸件成型质量的影响作分析。

关键词：V法；精密铸造；工艺设备；铸件质量

我国引进V法精密铸造工艺至今已有近四十年的发展历史，V法精密铸造工艺装备的质量水平也在这段历史中不断得到提高的同时，其工艺技术也得到了极大的拓展。但是，从各种调研资料和时间经验来看，部分装备仍难以符合精密铸件产品的生产需要，导致生产流程受阻或铸件质量不达标等问题，特别是铸件成型过程中的覆膜和抽空起模工序，相对应的铸造工艺装备的工装特点会影响到铸型和质量。

1、覆膜架对覆膜成型的影响

烤膜覆膜是V法精密铸造工艺的第一步，将直接影响到整个铸件成型的质量和生产效率。从烤膜到薄膜下沉至模具的整个过程中，EVA薄膜因逐步远离热源而慢慢冷却，直至完全脱离最佳的覆膜状态。这一过程需要覆膜架在非常短的时间内完成所用的覆膜动作。通过试验验证表明，覆膜架宜在5秒内下行到位，如果超过这个时间将使得薄膜原有的热态延伸性大大削减。

覆膜架的下沉会将附带的EVA薄膜与空气接触且整块薄膜因对流产生浮力，从而引起薄膜向上的不规则运动，薄膜块体产生张力，也就是说薄膜内部对外部的拉伸作用。而覆膜架下沉加速会引起EVA薄膜的运动加剧，主要还是因气动控制设备的稳定性不足所致，此种不必要的运动对处于热态强度比较低的薄膜是不安全的。为确保覆膜架在5秒内完成覆膜动作且不因下沉速度过快影响到EVA薄膜的运动状态。

另外，覆膜的行程高度设计也很关键。覆膜的行程高度过大也是导致覆膜下沉时间延后的一个重要原因。覆膜行程的高度设计不仅要考虑到覆膜的时间，还需充分考虑模具的高度，甚至在特殊情况下还应为其他工序预留工作面（生产空间），主要根据具体生产的铸件和所涉及的工艺装备等因素综合考量。

2、起模机构对铸件成型的影响

V法精密铸造过程中，EVA薄膜和模具间距应一定的粘附力，且伴随一定的砂型挤压应力，致使起模中薄膜与模具间产生摩擦力，可能导致铸件型角位置形成擦伤或破损，完整性受到破坏。

另外，部分模顶杆或机械手的精度和强度出现问题，主要反映在起模顶杆导柱套的材质和数量未能达到标准，或应有的热处理工艺不到位造成起模顶杆强度不足，加之安装过程控制精度不够引起顶杆的挠曲形变和起模不稳定致使铸件型角位置形成擦伤或破损，铸件的完整性受到破坏、粘砂或塌箱等。这样的情况，对多筋板和高垂面铸件来说出现的几率更大。

随着V法精密铸造工艺装备生产流水线的自动化程度和机械化程度的不断提高，对于起模机构的应用要求也越来越严格，这就需要专业人员在关键铸造工艺装备方面更加强调设计与制造工作的重要性，还要在安装精度和稳定性方面下大功夫来确保精密铸造成型的质量和可靠性。

3、砂箱结构对铸件成型的影响

V法精密铸造工艺装备包括砂箱，它的结构形式直接影响砂箱内的负压场分布，进而影响铸件的强度和材质均匀性。砂箱内部形成真空的原因是气流的作用，砂箱腔内的空气由真空系统抽走从而形成真空环境，这只是理想状态下的情况。实际上，铸型不可能完全密封，形成真空的过程是一种空气“泄入——抽走”的过程。铸件的浇筑过程中薄膜不断烧蚀和外部空气的泄入，如泄入空气未被及时抽走，铸型内部的气压上升强度削弱可引起塌箱，这一问题的原因就在于局部空气无法及时排出导致局部砂型的强度下降。因此，铸型的抽气面积越大、抽气的位置越均匀和泄入空气排出越快铸型的稳定性就越好，发生塌箱的几率就越低。

另外，上、下砂箱均需设计抽气箱挡，方可保证铸型强度的均匀性和对等性。砂箱的结构形式很重要，如何设计更为合理，对于同一个真空系统来说，也可同时接入多个砂箱，这样也能提高真空系统的利益效率。

4、结束语

综上所述，V法精密铸造工艺装备的结构特性是主要决定铸型和产品质量的因素。在铸造工艺装备能够确保工艺服务的基本前提下，需认真观察工装的特点，力求高质量地满足铸造工艺的生产需求，从而保证铸型和产品的质量。V法精密铸造之所以能有今天的发展，更多依仗于可靠的工艺和工装，这些都需要相关从业人员加强沟通与交流，以促进V法精密铸造装备的研发和铸造工艺的进一步发展。

参考文献

[1] 张晓丽,曲嘉,田洪超,蔡智渊,吕振玉;差压铸造导航系统外框架工艺研究[J];铸造设备与工艺;2011,(03).

[2] 马怀荣,刘祥泉,韩建华,梁波,张现诚,张建满;V法铸造工艺的新发展——将消失模工艺嫁接到V法铸造工艺的新方法[A];中国机械工程学会铸造分会第十届消失模与V法铸造学术年会论文集[C];2011.

[3] 张明,迟建国,曹炜,樊舸;浅谈WD/WP气缸体铸造工艺持续改进[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012.