V法铸造技术及应用

　　V法铸造，也称真空密封造型、负压造型，采用这种铸造工艺生产的铸件表面质量好、尺寸精度高，同时该工艺具有金属利用率高、模具费用低、原材料消耗少、工作环境优越等优点，在国内外应用广泛。本书从生产实际出发，全面介绍了V法铸造工艺与铸件生产全部的技术细节与生产应用情况。书中在介绍V法铸造工艺的原理特点、工艺方法、所需造型材料的基础上，重点结合生产实例，详细讲解了V法铸造生产线的设计布置和专用设备、工艺参数与铸件质量控制方法，说明了V法铸造车间的粉尘治理及防止措施。书中列举了大量典型生产实例与铸件质量控制的有效方法，读者可以结合企业的生产情况，举一反三，有效解决生产中遇到的实际问题。本书可供铸造领域技术人员、研究人员阅读，也可供相关专业院校师生参考。

　　谢一华，1936年出生，湖北省武汉市人，哈尔滨工业大学铸造工艺及设备专业毕业，原机械工业部济南铸造锻压机械研究所高级工程师，原国营江阴运输机械总厂副厂长、总工程师，原江阴市机电设计研究所所长，原江阴华澳机电设计研究所所长，原江阴华天科技开发有限公司董事长，中国铸造协会理事，中国机械工程学会铸造分会消失模与V法铸造技术委员会副主任，中国机械工程学会物流工程分会 管道物料输送技术专业委员会荣誉理事，主编了《铸造车间气输送》《气力输送工程》《V法铸造生产及应用实例》，国内外杂志刊物上发表论文约36篇，获得实用技术专利共9项，获得省、部、市、县科技奖新产品奖共5项。

第一章V法铸造概述1
第一节V法铸造的基本原理3
第二节V法铸造的工艺流程4
第三节V法铸造的特点5
一、V法铸造的优点5
二、V法铸造目前存在的问题6
三、V法铸造是一种环保型绿色铸造方法8
第四节V法铸造的应用范围9
参考文献10
第二章国内外V法铸造的发展概况12
第一节V法铸造的发明及发展12
第二节国外V法铸造的发展概况14
一、日本V法铸造的发展14
二、美国V法铸造的发展16
三、俄罗斯V法铸造的发展16
四、欧洲V法铸造的发展17
第三节我国V法铸造的发展回顾19
一、我国V法铸造技术的发展19
二、我国V法铸造技术的引进情况21
参考文献22
第三章V法铸造工艺的试验研究及理论基础24
第一节V法铸型的研究24
一、干砂的填充性24
二、铸型抗压强度和硬度26
第二节V法铸型强度的形成27
一、铸型内的应力27
二、铸型强度和硬度与真空度的关系30
三、V法铸型内最低真空度的选择30
四、V法铸型的变形33
五、型腔间压差变化对铸型的影响34
六、V法铸型的强度计算38
七、V法铸型抽气量的计算39
第三节V法铸造的砂型41
第四节V法铸型薄膜的剥离44
一、薄膜面积伸长率与剥离45
二、薄膜的热收缩46
三、薄膜的弹性收缩47
四、型砂内压力与剥离48
五、试验结论49
第五节浇注时薄膜的烧失与壳层的形成49
一、薄膜在真空下的烧失现象49
二、壳层形成的机理49
三、影响壳层形成的因素50
第六节不同造型材料V法铸型的冷却能力51
一、试验方法52
二、试验结果与分析52
第七节V法铸型对凝固速度的影响55
第八节铸型与铸件的冷却速度56
一、型砂中黏结物质对冷却速度的影响57
二、铸型中真空度对冷却速度的影响58
三、砂的粒度对冷却速度的影响58
第九节V法浇注时铸型抽气量的变化59
参考文献61
第四章造型材料62
第一节型砂62
一、V法铸造对型砂性能的要求62
二、V法铸造对型砂的选用要点64
三、型砂在防金属液渗透中的作用65
第二节塑料薄膜67
一、V法铸造对塑料薄膜的性能要求68
二、塑料薄膜的特性68
三、塑料薄膜成型的操作经验71
第三节涂料72
一、涂料在V法造型中的作用72
二、V法涂料的特性74
三、涂料性能的测试74
四、涂料性能的分析75
五、涂料性能的要求80
六、涂料配比及性能指标80
七、涂料的涂敷方法及设备81
八、自制涂料及涂料产品84
参考文献85
第五章V法铸造工艺86
第一节V法铸造工艺设计的特点86
第二节V法铸造工艺设计原则与要求86
第三节塑料薄膜的覆膜成型87
一、塑料薄膜成型条件87
二、覆膜成型的操作89
三、覆膜成型的改进措施89
四、改善薄膜的成型能力90
第四节浇注系统与浇注工艺91
一、浇注系统的基本要求91
二、浇注系统的分类91
三、浇注系统的设计计算92
四、浇注工艺94
第五节冒口与冷铁95
一、冒口95
二、冷铁96
第六节造型与制芯98
一、V法造型98
二、V法制芯98
第七节落砂与清理101
一、落砂101
二、铸件清理101
第八节V法铸造工艺适应性分析102
参考文献102
第六章工艺装备104
第一节砂箱104
一、砂箱功能及设计和选用原则104
二、砂箱的本体结构设计105
三、砂箱尺寸的确定110
四、砂箱制造的技术要求110
五、塑料薄膜与砂箱的密封方法112
六、砂箱附件113
第二节模样、模板、负压箱120
一、模样120
二、模板121
三、负压箱122
第三节铸型的振实123
一、振实的作用123
二、铸型振实过程的分析123
三、振实台的设计要求124
四、振实台类型124
第四节薄膜加热装置126
一、简易薄膜加热器126
二、回转式电加热装置127
三、移动式升降加热器128
四、覆膜与涂料烘干组合式电加热装置128
第五节造型加砂装置129
一、可调容积格栅回转式加砂装置129
二、固定式雨淋加砂装置129
三、砂斗移动加砂装置130
第六节真空系统130
一、真空系统组成130
二、真空泵抽气量的计算131
三、真空系统的选择132
四、真空系统的控制与节能134
五、真空泵性能及造型134
参考文献143
第七章V法造型机及生产线设计布置145
第一节设计依据及原则145
一、车间的分类145
二、V法铸造车间的组成145
三、V法铸造车间的工作制度146
四、工作时间总数146
五、V法铸造车间的设计原则146
六、设计步骤147
七、设计计算148
八、V法铸造车间设计需注意的问题148
第二节V法造型机的类型149
一、固定式V法造型机组149
二、抽屉式V法造型机组149
三、通过式V法造型机组150
四、贯通式V法造型机组151
五、梭动式V法造型机组152
六、十字形V法造型机组153
七、一字形组合式V法造型机组154
八、二工位转台式V法造型机组155
九、四工位转台式V法造型机组155
十、六工位转台式V法造型机组157
十一、八工位转台式V法造型机组157
第三节V法铸造生产线布置形式158
一、贯通式V法铸造生产线159
二、T字形V法造型机组的试验样机160
三、穿梭式自动V法铸造生产线161
四、梭动式V法造型生产线162
五、双排一字形V法铸造生产线165
六、二工位转台式V法铸造生产线165
七、四工位转台式V法铸造生产线168
八、双转台四工位V法铸造生产线169
九、日本新东公司V法铸造生产线170
第四节落砂及砂处理172
一、落砂172
二、砂处理的作用及设计要点173
三、砂处理常用设备175
第五节V法铸造车间设计203
参考文献208
第八章V法铸造用专用设备210
一、横梁吊具210
二、电动翻箱机211
三、自动平衡砂箱翻箱机212
四、自动抽真空装置213
五、同步顶杆起模机214
六、自动翻箱、合箱机械手216
七、液压自动翻合箱机218
八、车载真空泵219
参考文献220
第九章V法铸造的粉尘治理及防止措施221
第一节V法铸造设备的排风除尘222
第二节落砂排风除尘罩223
第三节常用的除尘器225
一、旋风除尘器225
二、袋式除尘器230
三、旋风颗粒层除尘器233
四、滤筒式除尘器234
五、湿法自激式除尘器235
六、静电除尘器236
七、除尘器的选择237
第四节喷雾降尘装置238
第五节除尘系统的设计计算241
一、除尘系统的设计原则241
二、除尘系统的设计及计算步骤242
参考文献244
第十章V法铸造生产的铸件实例245
第一节铸铁件V法铸造生产的铸件实例245
一、浴盆245
二、叉车配重253
三、制动毂256
四、钢琴骨架258
五、锅炉片260
六、隧道球铁构片262
七、机床263
八、篦条264
第二节铸钢件V法铸造生产的铸件实例266
一、汽车后桥266
二、汽车前桥268
三、机车摇枕、侧架270
四、行车轮274
五、阀体275
六、铁路辙叉277
七、耐磨件279
八、井式渗碳炉吊具料盘279
第三节非铁材料V法铸造生产的铸件实例281
一、铝合金塑模281
二、铝合金耐压罐体281
第四节工艺品V法铸造生产的铸件实例284
一、景观工艺品铸件284
二、装饰门窗285
参考文献286
第十一章V法铸造的质量控制及铸件的成本分析288
第一节V法铸造生产过程的质量控制288
一、模样的质量控制288
二、涂料的质量控制289
三、铸型负压度的控制289
四、造型材料的控制290
五、充型与凝固期间型壁移动的控制290
第二节V法铸件的缺陷分析291
一、黏砂缺陷成因及对策291
二、气孔缺陷的成因及对策293
三、其他铸件缺陷及防止措施293
第三节低碳不锈钢铸件的增碳问题294
第四节V法铸件的质量296
第五节V法铸件的成本分析299
参考文献300
第十二章V法铸造技术的发展及前景301
第一节V法-实型铸造301
一、工作原理302
二、工艺因素302
三、工艺过程302
四、特点及应用范围303
五、V法-实型铸造工艺参数的选择305
六、V法-实型铸造的工艺材料306
七、V法与实型铸造的选定307
八、V法与实型铸造可共用设备的探讨308
第二节V法-壳型铸造309
第三节喷涂成膜技术310
一、试验方法310
二、试验结果310
第四节复杂铸型型腔的形成方法311
一、改善薄膜的成型能力311
二、使用新的成膜方法311
三、复合造型形成密封层312
第五节V法铸造工艺的扩大312
一、大件覆膜312
二、利用燃气压力代替抽真空314
三、用真空吸收法生产铸件314
四、利用在真空辊上凝固的方法浇注条形铸件315
第六节铸件力学性能的改善方法316
一、V法铸件存在的性能问题316
二、改善铸件力学性能的方法316
第七节计算机在V法铸造生产中的应用317
第八节V法铸造的应用前景及展望319
一、V法铸造在关键和重要零件上的应用320
二、V法造型效率和自动化320
三、V法造型要不断借鉴其他行业发展成果320
四、新材料研究与应用320
五、V法铸造的经济性321
六、加强技术合作和交流，促进我国V法技术的快速发展321
参考文献321
附录国内外V法铸件图集322