常向陽(yáng)，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(zhuān)家觀點(diǎn)和在設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；③傳統(tǒng)型砂鑄造黏結(jié)劑成本攀升，無(wú)黏結(jié)和添加物，存在降低成本的潛在因素。

1 國(guó)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(chēng)是VacuumProcess，簡(jiǎn)稱(chēng)“V”法。隨后傳入歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，并得到迅速發(fā)展，據(jù)1991年日本“V”法鑄造分會(huì)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(guó)有10家，歐洲有85家。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)家開(kāi)始萎縮，僅僅保留了具有競(jìng)爭(zhēng)力的生產(chǎn)企業(yè)。然而實(shí)際上，發(fā)達(dá)國(guó)家并沒(méi)有停止對(duì)“V”法的研究步伐，且一直致力于大型自動(dòng)化裝備的研究開(kāi)發(fā)工作，其中最具有代表性的就是2004年有德國(guó)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(chē)輛用鑄件，年設(shè)計(jì)產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)t.

國(guó)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(guó)十余家企業(yè)分別引進(jìn)了日本和德國(guó)“V”法鑄造設(shè)備和技術(shù)，如表1.

表1 國(guó)內(nèi)引進(jìn)日本和德國(guó)“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(guó)各地，據(jù)全國(guó)消失模與“V”技術(shù)委員會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，到2014年6月全國(guó)使用“V”法鑄造的企業(yè)已有近400余家，如表2.

表2 國(guó)內(nèi)典型的“V”法鑄件企業(yè)

與此同時(shí)，國(guó)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(chēng)2007年青島雙星機(jī)械總公司成功研制國(guó)內(nèi)首條自主創(chuàng)新、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型“V”法造型生產(chǎn)線，標(biāo)志著國(guó)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(chē)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(pán)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(lái)有幸對(duì)早期進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，也有幸參與早期簡(jiǎn)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(chǎng)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(méi)有，嚴(yán)重威脅工作人員健康。

2）跟風(fēng)嚴(yán)重，對(duì)“V”法造型工藝了解不夠深入，出現(xiàn)了“萬(wàn)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(huì)舉辦的內(nèi)部交流會(huì)中，好多鑄造企業(yè)都提出這個(gè)問(wèn)題，筆者認(rèn)為，這個(gè)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(wèn)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(shí)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(shí)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(zhuān)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(guò)程中，要考慮烤膜、烘干等這些大功率的工藝時(shí)間，并不斷驗(yàn)證修訂啟停時(shí)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(guó)內(nèi)主要用于球鐵配重等比較簡(jiǎn)單的鑄件，發(fā)展到現(xiàn)在已有無(wú)論是內(nèi)部質(zhì)量還是裝配性要求都比較高的橋殼，制動(dòng)鼓，搖枕，側(cè)架，等汽車(chē)，工程機(jī)械，鐵路機(jī)車(chē)等關(guān)鍵性配件。也隨著制動(dòng)鼓，搖枕，側(cè)架的陸續(xù)問(wèn)世，“V”法工藝無(wú)論是內(nèi)在質(zhì)量，成本控制都以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)壓倒了先前使用的水玻璃砂工藝。國(guó)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(guó)，其中，美國(guó)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(guó)“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(pán)材料被評(píng)為優(yōu)質(zhì)鑄件獎(jiǎng)，鑄件重量40kg左右。筆者在2012年時(shí)，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(zhuān)家論證，后來(lái)雖然由于其他原因暫時(shí)擱置，但卻釋放一個(gè)信號(hào)，國(guó)內(nèi)也在通過(guò)各種途徑和努力發(fā)展并發(fā)揚(yáng)著“V”法鑄造的優(yōu)勢(shì)，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(yǔ)

“V”法造型的潛在若干優(yōu)勢(shì)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(gè)完整的系統(tǒng)，工藝是核心，設(shè)備是保障，需要對(duì)“V”法鑄造技術(shù)有一個(gè)全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，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(guó)內(nèi)外V法鑄造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)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(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)第十一屆消失模與V法鑄造學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2013：219-225.

[3]王其東.V法造型在國(guó)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(guó)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.