短流程V法造型工艺
技术领域
本发明涉及浇注模型的制作工艺，尤其是涉及一种短流程V法造型工艺。
背景技术
V法铸造是一种真空密封造型铸造工艺，也叫真空密封造型法，简称V法（Vacuummolding）。是采用无粘结剂的干砂作为造型材料，利用塑料薄膜密封一种特制的砂箱，并依靠真空泵抽出型内空气，造成铸型内外压力差，使干砂紧实，以形成所需型腔进行金属液浇注而获得铸件的一种铸造方法。
V法造型工艺起源于日本，之后在世界范围内得到迅速的发展。中国是在20世纪80年代初引进的此项技术，因其所需投资少，效率高，铸件表面质量高而迅速取代了部分粘土砂造型工艺；同时由于其在经济效益方面的优越性在一定范围内取代了树脂砂、水玻璃砂的生产。随着科技工作者对该方法的深入研究，利用V发造型已生产出铸钢件、球磨铸铁件、铝合金制品等铸造产品。
目前采用的V法造型工艺大致包括以下步骤：首先按照设计尺寸预制模型，完成后的模型开口向下放在负压箱上；托膜车将铸造膜送入烤膜器框架上，经过加热使铸造膜软化，软化后的铸造膜下落到预制的模型上；开启真空泵，通过负压箱抽出模型内空气，使铸造膜贴覆在模型表面；在铸造膜外喷耐高温涂料；将带有铸造膜和耐高温涂料的模型开口向上放入充填有干砂的砂箱中，干砂振捣平实后砂箱表面采用薄膜进行封闭；采用真空泵将砂箱内干砂中的空气抽出，留出冒口然后用胶带封冒口和砂箱边沿，得到符合要求的型腔。
由于V法铸造的优越性，在2010年左右耐材行业将其引用过来用于生产玻璃窑炉的内衬--熔铸耐火材料。目前的铸型工艺中使用的铸造膜为EVA负压铸造膜（如武汉恒德科技有限公司、北京市永生运佳包装材料有限公司等生产），厚度一般在0.1~0.3mm左右（厚度≥0.3mm的为超厚型，厚度≤0.1mm的为超薄型）。从原理上来说，用于熔铸耐火材料的铸造膜应越薄越好，但是超薄型铸造膜加热软化的温度不宜控制，铸造膜厚时贴覆性不好，较薄时易烂，而且加热软化后的覆膜上表面保持原厚度，侧面的铸造膜会向下拉伸使厚度变薄，当抽真空时底部边角位置极易撕烂，即使不烂浇注时也会出现铸件底部气孔多、表面发黑等影响铸件质量的问题；而浇注时冒出的黑烟不能收集处理，只能使其直排在大气中，给环境造成了污染。这已成为本领域技术人员亟待解决却久而未决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术所存在的缺陷，提供一种短流程V法造型工艺，很好的解决了冒黑烟和铸件气孔多、表面发黑的技术问题。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的短流程V法造型工艺，包括以下具体步骤：
第一步，按图纸尺寸制作好模型，并将其开口向下放置在平板上，平板的中心处预留通孔，与真空泵抽气管相连；
第二步，采用厚度0.02mm的高压聚乙烯薄膜按放置在平板上的模型外轮廓制作外套，并将其套装在模型上，底边沿延伸至平板下；
第三步，启动真空泵对模型抽真空，使外套紧贴到模型外表面上；喷涂耐高温涂料；
第四步，将第三步制作完成的模型开口向上放入充填有干砂的砂箱中，干砂振捣平实后砂箱表面采用封口膜进行封闭；
第五步，用真空泵将砂箱内干砂中的空气抽出，留出冒口，封口膜与周边的高压聚乙烯薄膜自动贴合；
第六步，取出模型，得到符合要求的型腔。
第一步中制作的模型侧边均开设有吸膜孔；为避免抽真空时模型内陷变形，在其内部设置有支撑板，支撑板上开设有透气孔；制作完成的模型较成品铸件加大1%缩尺和2~3mm加工量。
第四步所用的封口膜采用厚度0.004~0.006mm的PE膜，可采用常见的聚乙烯农用微地膜。
本发明的优点在于创造性的采用厚度0.02mm的高压聚乙烯薄膜（高压聚乙烯也称低密度聚乙烯，简称LDPE）替代了常规使用的EVA负压铸造膜，降低了薄膜的使用成本（EVA负压铸造膜28000~38000元/吨，高压聚乙烯薄膜仅20000~25000元/吨），且较薄的高压聚乙烯薄膜柔软性和贴覆性更好，无需加热即可直接使用，节省了传统造型所必须的托膜车、烤膜器、负压箱等设备；封口膜采用价格更加低廉的超薄PE膜（8~9元/kg），使用时与冒口处的高压聚乙烯薄膜直接吸附在一起，省去了用胶带封冒口和砂箱边沿的工序；浇注时，铸件不会出现气孔或气孔率很低，而高压聚乙烯薄膜燃烧后不会出现黑烟，不仅保护了环境，且不会使铸件表面发黑，提高了铸件的成品率。
附图说明
图1、图2、图3是采用本发明造型方法制作型腔的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做更加详细的说明，以利于本领域技术人员的理解。
本发明所用的厚度0.02mm的高压聚乙烯薄膜以及封口所用的厚度0.005mm的PE膜（聚乙烯农用微地膜）均为市售产品。
本发明的短流程V法造型工艺，包括以下具体步骤：
第一步，按产品尺寸（300mm×400 mm×800 mm）制作好模型1，加上缩尺和加工量制作成的模型1为300mm×408 mm×812mm，模型内部呈田字格透气结构，周边带有吸膜孔2，由于产品结构简单，制作时直接作成带上冒口的组合模型，如图1所示；将模型1开口向下放置在平板3上，平板3与模型1的口沿处形状相同，在平板3的中心处预留通孔，通孔处穿设连接管4，连接管4与外部真空泵抽气管相连；
第二步，采用厚度0.02mm的高压聚乙烯薄膜按模型1的外轮廓制作外套5，将外套5套装在模型1上后，底边沿延伸至平板3下，长于平板3，如图1；
第三步，启动真空泵对模型1内部抽真空，使外套紧贴到模型1的外表面上，由于外套与模型1的外轮廓一致，保证了高压聚乙烯薄膜平整的贴覆在模型1外部；贴膜时无需将膜加热，薄膜不会下垂拉伸，下边沿不会破损，0.02mm的薄膜厚度较薄（和常规使用的超薄的0.15mm厚的EVA负压铸造膜相比），浇注时空气能及时排出，铸件不会出现气孔（原铸件出现气孔是因为型腔周围的膜厚度不一致，浇注时内部的空气不能及时从较厚膜处溢出造成的）；然后按常规方法喷涂耐高温涂料；
第四步，将第三步制作完成的模型开口向上放入充填有干砂6的砂箱7中（按常规方法，先在砂箱底部充填一定厚度的干砂，模型放入后，在模型周边的砂箱中继续加干砂），如图2所示，将干砂6振捣平实后砂箱表面采用封口膜8进行封闭；为降低生产成本，封口膜8可采用同材质的高压聚乙烯薄膜，也可采用价格更低的厚度0.004~0.006mm的PE膜，如常用的聚乙烯农用微地膜，不仅能满足使用要求，更重要的是，由于该膜的厚度超薄，可与浇冒口的贴覆性更好，在后续作业中省去了在该膜与浇冒口连接处采用胶带粘接的工序；
第五步，用真空泵将砂箱7内干砂中的空气抽出（砂箱7的开口处安装有连接管9，用于和真空泵的抽气管相连），留出冒口（将冒口处的封口膜8切除），由于封口膜很薄，将与周边的高压聚乙烯薄膜自动贴合在一起，无需采用胶带连接；
第六步，取出模型1，得到符合要求的型腔9，如图3所示；按常规方法进行浇注即可。最后将冒口切除，即能得到质量符合要求的成品耐火砖。
浇注时高压聚乙烯薄膜燃烧时无黑烟，解决了产品局部发黑的缺陷，同时还保护了环境。
鉴于熔铸耐火砖形状简单的特性，还可以与薄膜生产厂家联系，直接生产出不同规格形状的薄膜袋，则使用更加方便。
从薄膜成本上来看，由于薄膜购买时是按重量购买，使用时则是按面积消耗，仅此，采用厚度0.02mm的高压聚乙烯薄膜和0.004~0.006mm的PE膜与常规使用的0.15mm厚的EVA负压铸造膜相比，就可节约成本50%；另外还省去了辅助设备如托膜车、烤膜器、负压箱等。
