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      “V”法造型工藝生產(chǎn)線的發(fā)展及選擇

      2015-11-18 12:22:00常向陽王東亮王永軍
      鑄造設(shè)備與工藝 2015年3期
      關(guān)鍵詞:真空泵鑄件生產(chǎn)線

      常向陽,王東亮,王永軍,安 吉

      (雙星漯河中原機(jī)械有限公司,河南漯河 462000)

      “V”法造型是一種物理造型法,又名真空密封造型,它是利用塑料薄膜密封砂箱,并依靠真空泵抽出型內(nèi)空氣,使鑄型內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,進(jìn)而使干砂緊實(shí),形成所需型腔。

      綜合一些文獻(xiàn)及專家觀點(diǎn)和在設(shè)計(jì)及現(xiàn)場調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的一些現(xiàn)象,“V”法造型與傳統(tǒng)砂型鑄造相比具有以下優(yōu)點(diǎn):①固體廢棄物少,鑄件清理及砂處理工序縮短,符合節(jié)能減排的要求;②鑄件表面品質(zhì)和尺寸精度大大提高,存在潛在競爭優(yōu)勢;③傳統(tǒng)型砂鑄造黏結(jié)劑成本攀升,無黏結(jié)和添加物,存在降低成本的潛在因素。

      1 國內(nèi)外“V”法造型的發(fā)展及現(xiàn)狀

      20世紀(jì)70年代初,日本真空密封造型的研制成功,英文名稱是VacuumProcess,簡稱“V”法。隨后傳入歐美等發(fā)達(dá)國家,并得到迅速發(fā)展,據(jù)1991年日本“V”法鑄造分會統(tǒng)計(jì),日本從事“V”法鑄造的企業(yè)達(dá)149家,歐洲“V”法鑄造企業(yè)達(dá)40家,北美共有31家。據(jù)1995年Modern Casting統(tǒng)計(jì),日本有180家“V”法鑄造企業(yè),美國有10家,歐洲有85家。進(jìn)入21世紀(jì),隨著發(fā)達(dá)國家黑色金屬鑄造生產(chǎn)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移,“V“法鑄造在發(fā)達(dá)國家開始萎縮,僅僅保留了具有競爭力的生產(chǎn)企業(yè)。然而實(shí)際上,發(fā)達(dá)國家并沒有停止對“V”法的研究步伐,且一直致力于大型自動化裝備的研究開發(fā)工作,其中最具有代表性的就是2004年有德國HWS公司,分別在俄羅斯和烏克蘭建成的生產(chǎn)搖枕側(cè)架鐵路車輛用鑄件,年設(shè)計(jì)產(chǎn)量達(dá)到10萬t.

      國內(nèi)“V”法鑄造的發(fā)展是在20世紀(jì)70年代末,曹文龍教授,率先跟蹤,1983年中鐵山橋集團(tuán)有限公司率先引進(jìn)日本新東公司成套“V”法生產(chǎn)線生產(chǎn)高錳鋼轍岔,隨后我國十余家企業(yè)分別引進(jìn)了日本和德國“V”法鑄造設(shè)備和技術(shù),如表1.

      表1 國內(nèi)引進(jìn)日本和德國“V”法鑄造設(shè)備和技術(shù)企業(yè)

      21世紀(jì)后,“V”法鑄造及鑄造裝備企業(yè)如雨后春筍般現(xiàn)于全國各地,據(jù)全國消失模與“V”技術(shù)委員會不完全統(tǒng)計(jì),到2014年6月全國使用“V”法鑄造的企業(yè)已有近400余家,如表2.

      表2 國內(nèi)典型的“V”法鑄件企業(yè)

      與此同時,國內(nèi)也涌現(xiàn)了一批小型化和機(jī)械化并進(jìn)的V”法裝備企業(yè),據(jù)報(bào)道稱2007年青島雙星機(jī)械總公司成功研制國內(nèi)首條自主創(chuàng)新、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型“V”法造型生產(chǎn)線,標(biāo)志著國內(nèi)V”法機(jī)械化生產(chǎn)線依賴進(jìn)口的歷史結(jié)束。2011年雙星漯河中原機(jī)械有限公司的T字形“V”法造型生產(chǎn)線在湖北某公司生產(chǎn)載重車橋殼成功量產(chǎn)。2013年三一重工集團(tuán)投資由青島雙星承接的大型轉(zhuǎn)盤式“V”法造型成功運(yùn)行。

      2 “V”法造型生產(chǎn)線運(yùn)行現(xiàn)狀分析及日后選擇的若干看法

      據(jù)相關(guān)業(yè)內(nèi)文獻(xiàn)及近年來有幸對早期進(jìn)口和國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造設(shè)計(jì)及現(xiàn)場安裝調(diào)試,也有幸參與早期簡易造型項(xiàng)目向機(jī)械化項(xiàng)目轉(zhuǎn)變的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場安裝調(diào)試的具體情況。具體如下:

      1)未能達(dá)到綠色鑄造的目標(biāo),鑄造環(huán)境差,有的甚至粉塵嚴(yán)重,除塵設(shè)備成為擺設(shè)甚至沒有,嚴(yán)重威脅工作人員健康。

      2)跟風(fēng)嚴(yán)重,對“V”法造型工藝了解不夠深入,出現(xiàn)了“萬能論”,要用“V”法造型工藝替代現(xiàn)用所有,未能理解和明白“V”法造型工藝本身局限性。

      3)整體運(yùn)行成本未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),在2014年6月消失模和“V”法鑄造協(xié)會舉辦的內(nèi)部交流會中,好多鑄造企業(yè)都提出這個問題,筆者認(rèn)為,這個涉及的因素較多,這里筆者僅僅討論生產(chǎn)線本身的若干問題,首先,要盡可能準(zhǔn)確預(yù)估目前總體產(chǎn)量和期望預(yù)計(jì)產(chǎn)量以便于設(shè)備廠家配置生產(chǎn)線時達(dá)成平衡,避免不必要的設(shè)備投入。其次,真空泵應(yīng)作為主要節(jié)能考慮因素,配置生產(chǎn)線時候,務(wù)必要根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍及模式配置適當(dāng)?shù)恼婵障到y(tǒng),然后要結(jié)合節(jié)拍和真空泵大小考慮是否有必要采取專業(yè)的節(jié)能控制模式,如果采用水環(huán)式真空泵,水溫也是制約真空泵抽氣速率的關(guān)鍵因素(當(dāng)然這些的前提還是保證真空泵及配套設(shè)備的質(zhì)量)。還有,在生產(chǎn)線運(yùn)作過程中,要考慮烤膜、烘干等這些大功率的工藝時間,并不斷驗(yàn)證修訂啟停時間,以達(dá)到某一期望值。

      3 “V”法造型技術(shù)適用領(lǐng)域及拓展

      “V”法鑄造早期在國內(nèi)主要用于球鐵配重等比較簡單的鑄件,發(fā)展到現(xiàn)在已有無論是內(nèi)部質(zhì)量還是裝配性要求都比較高的橋殼,制動鼓,搖枕,側(cè)架,等汽車,工程機(jī)械,鐵路機(jī)車等關(guān)鍵性配件。也隨著制動鼓,搖枕,側(cè)架的陸續(xù)問世,“V”法工藝無論是內(nèi)在質(zhì)量,成本控制都以絕對優(yōu)勢壓倒了先前使用的水玻璃砂工藝。國外用“V”法鑄造鋁合金的企業(yè)也主要分布在烏克蘭、荷蘭和美國,其中,美國HarmonyCasting公司生產(chǎn)鋁鑄件有25年之久,產(chǎn)品應(yīng)用到醫(yī)療、電子、通訊等行業(yè)。2012年7月在第二屆全國“V”法鑄造技術(shù)和生產(chǎn)管理研討培訓(xùn)班上展出的伊藤機(jī)工大連有限公司采用“V”法鑄造生產(chǎn)的耐熱合金鋼料盤材料被評為優(yōu)質(zhì)鑄件獎,鑄件重量40kg左右。筆者在2012年時,也曾參與河南某公司計(jì)劃采用“V”法鑄造應(yīng)用于鋯剛玉(保溫材料)的大膽設(shè)想,組織專家論證,后來雖然由于其他原因暫時擱置,但卻釋放一個信號,國內(nèi)也在通過各種途徑和努力發(fā)展并發(fā)揚(yáng)著“V”法鑄造的優(yōu)勢,并不斷向著未知領(lǐng)域,高端領(lǐng)域的方向發(fā)展。

      4 結(jié)束語

      “V”法造型的潛在若干優(yōu)勢固然存在,然而每種生產(chǎn)工藝都有其獨(dú)特的實(shí)用性和適用性,“V”法造型是一個完整的系統(tǒng),工藝是核心,設(shè)備是保障,需要對“V”法鑄造技術(shù)有一個全面系統(tǒng)的認(rèn)識,希望全體“V”法造型技術(shù)工作者不斷進(jìn)行總結(jié)、改進(jìn)和完善。

      [1]葉升平,劉德漢.國內(nèi)外V法鑄造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與問題[J].特種鑄造及有色金屬,2009,29(2):158-161.

      [2]葉升平,張建滿.V法鑄造在黑色合金鑄件上的拓展與提升[G]//中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會第十一屆消失模與V法鑄造學(xué)術(shù)年會論文集.2013:219-225.

      [3]王其東.V法造型在國內(nèi)外的應(yīng)用及發(fā)展[J].鑄造技術(shù),2004(8):637-638.

      [4]吳劍,董鳳亮.V法鑄造工藝裝備與技術(shù)特性[J].鑄造設(shè)備與工藝,2013(4):4-7.

      [5]呂勝海,葉升平.我國V法鑄剛件的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].鑄造設(shè)備與工藝,2009(5):9-1.

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