真空铸造技术的研究现状

2014年01月19日

  真空铸造技术的研究现状

  真空密封造型技术是从20世纪70年代形成的,到20世纪80年代诞生了真空浇注技术,该技术可用于生产形状非常复杂、厚度非常薄的铸件,使铸件无缩孔及缩松现象,是目前较先进又非常具有发展前途的技术,在航空领域,配合使用计算机技术进行辅助模拟,预测铸造缺陷的产生,能大幅度节约时间,降低生产费用,提高铸件的生产效率。

  1 真空造型

  真空造型是一种物理造型法,它将真空技术与砂型铸造结合,靠塑料薄膜将砂型的型腔面和背面密封起来,借助真空泵抽气产生负压,造成砂型内、外压差使型砂紧固成型,经下芯、合箱、浇注,待铸件凝固,解除负压或停止抽气,型砂便随之溃散而获得铸件。根据目前所应用的领域主要可分为真空密封造型(V法)和实型真空铸造(FV法)。目前国内外对真空造型方面的研究主要集中在以下几方面。

  1.1 真空度对型腔紧实的影响

  在造型方面研究发现[2]:真空度高,型腔紧实度高,铸件质量也高。但真空度过高时,造型材料的紧实度也大,铸件就易出现裂纹;而且金属液常被抽过涂料层形成铸件表面的针刺和粘砂缺陷。当真空度过低时,会降低铸型的紧实度。同时还降低了排气效率,铸件易产生增碳和气孔等缺陷。吴志超[1]等对坍塌成因的研究表明:当铁水充型时,因流动前沿气隙,内外真空度急剧下降,同时受力失去平衡,造成干砂向气隙流动,引起坍塌。并建立了力学公式。真空度的大小与铸件的重量、壁厚以及铸造合金和造型材料的类别有关。另外,与真空度一样,抽气量同样也是研究的重点。在同一铸型的不同的阶段,所需的抽气量不一样,而以浇注时所需的抽气量最大。当选用水环式真空泵时,其真空度适宜在0.080~0.025MPa。在一般情况下,100kg以下的小型或薄壁铸件的真空度可控制在0.050~0.025

  MPa,厚壁或中型铸件控制在0.060~0.045 MPa[3]。