V-процесс, находясь в постоянном развитии, доказал свою эффективность при изготовлении чугунных отливок. Благодаря высокой экологичности V-процесса, по сравнению с другими известными способами формовки, перспективы расширения его применения практически неиссякаемы. V-процесс позволяет существенно сократить инвестиции в модернизацию литейного производства. При этом полученные не только более качественные, но и более экономичные отливки.

Важнейшей характеристикой данной технологии является использование сухого кварцевого песка без связующего, а также тонкой пластичной пленки при давлении вакуума от 0,3 до 0,6 бар.

Чугунные и стальные отливки, полученные по V-процессу, характеризуются, прежде всего, высоким качеством поверхности и превосходной размерной точностью. При определенных условиях возможен также отказ от обычно необходимого уклона на модели. В отдельных, частных случаях это может устранить необходимость трудоемкой обработки.

Метод вакуум-пленочной формовки основан на технологии создании вакуума, который увлекает термопластичную пленку вниз на контур соответственно подготовленной модели и сохраняет стабильность формы при заливке и охлаждении вплоть до процесса отделения отливки.

Краткое описание V-процесса: На закрытую камеру, из которой впоследствии удаляется воздух (пустотелый корпус подмодельной плиты), устанавливается модель. Над натянутой на раму термопластичной пленкой (модельной пленкой) находится нагревательное устройство. Подогретая пластичная пленка опускается на модель. В подмодельной плите устанавливается вакуум в 0,5-0,6 бар; пленка натягивается на модель, в точности повторяя ее контуры. После этого на пленку наносится краска.

Двустенная, оснащенная вакуумными трубами и всасывающими окнами (с внутренней стороны) опока опускается на модельную оснастку. Опока наполняется обычным сухим песком без связующего. Контрлад полуформы покрывается вакуумной пленкой. Затем песок уплотняется между двумя слоями пленки посредством вакуума. После отключения вакуума в подмодельной плите часть формы, с обеих сторон „закрытая“ пленкой и далее удерживаемая вакуумом, снимается с модельной оснастки.

Нижняя полуформа изготовляется и поворачивается аналогичным образом. Проставляются необходимые стержни; обе части формы собираются в готовую форму. Пониженное давление поддерживается в процессе заливки и на начальном этапе затвердевания жидкого металла.

При заливке пленка испаряется, либо сгорает под влиянием заливаемого металла. Под воздействием вакуума остатки пленки проникают в краску формы и вместе с частицами песка образуют тонкую оболочку, которая упрочняет поверхностный слой формы. Далее этот процесс поддерживается наносимым слоем краски. Для выбивки опоки вакуум отключается, песок «самотёком» высыпается, отливка освобождается для дальнейшей транспортировки.

Важные преимущества V-процесса:

• Отсутствие износа модели.
• Возможность изготовления тонкостенных отливок.
• Минимальное количество заусенцев, либо полное их отсутствие на отливке.
• Низкие затраты на зачистку.
• Экологически чистая технология, не требующая дополнительных затрат на утилизацию.

Размерная точность

Размерная точность обусловлена особым рабочим процессом при использовании

вакуумной технологии:

• Использование чрезвычайно мелкозернистого отсортированного формовочного песка.
• Высокая и равномерная степень уплотнения песка.
• Отсутствие износа модельной оснастки.
• В большинстве случаев отсутствие необходимости уклона
• Для извлечения модели из формы не требуется вибрация.
• Отсутствие движения стенок формы по причине высокой прочности формы.
• Отсутствие деформации формы по причине испаряющихся добавок к формовочному материалу.

Результатом этого является размерная точность и повторяемость веса отливок. Это относится также к отливкам больших размеров, тяжелым отливкам, а также к отливкам сложных геометрических форм. Также обеспечивается высокая степень воспроизводимости при серийном производстве, от партии к парии не наблюдается каких-либо различий. В качестве исходного значения для размерной точности может быть задано около + \ — 0,3%.

Сохранение размеров и точность их воспроизведения, достигаемые при вакуумном способе, являются прекрасными исходными условиями для обработки; в особой степени требования, предъявляемые современными технологиями обработки, выполняются на обрабатывающих центрах с ЧПУ.

Литье без конусности

В отличие от отливок, изготовляемых по традиционным технологиям, при V-процессе возможно по крайней мере частично отказаться от уклона модели. Благодаря реверсивному переключению вакуума в процессе производства песчаных форм, например при отрыве полуформы от модели, между моделью и пленкой практически не возникает сопротивления трения; таким образом, модель легко извлекается и при уклоне формы 0°. В этой области рекомендуется совместная работа конструкторов и литейщиков по разработке экономичного решения с целью максимального использования данного преимущества вакуумной технологии в производственном процессе.

Чистота поверхности вакуумных отливок настолько высока, что применяемая в обычных случаях для удаления остатков формовочных материалов струйная обработка (например, дробеструйная очистка) может даже оказать негативное воздействие, т.к. после такой обработки отливка будет иметь более шероховатую поверхность, чем сразу после выбивки.

Снижение затрат при производстве вакуумных отливок начинается уже на этапе изготовления модели. Благодаря тому, что пленка не допускает непосредственного контакта формовочной смеси с моделью, и, следовательно, предотвращает износ модели, нет необходимости использования дорогостоящих металлических либо пластмассовых моделей: для производства вакуумных отливок подходят достаточно стабильные деревянные модели. Возможно также использование старых моделей, применяемых в обычных способах формовки. Что касается отверстий для подачи вакуума, их выполнение не связано с какими-либо трудностями, они могут быть проделаны впоследствии без каких-либо проблем простым сверлением.

Благодаря высокому качеству поверхности литья, изготовленного вакуумно-пленочным способом, а также малому допуску, снижается объем механообработки (в отдельных случаях возможен полный отказ от нее). Это имеет место, прежде всего, в тех случаях, когда возможен отказ от уклона формы.

V-процесс предлагает множество возможностей сэкономить материал и таким образом удовлетворить требованиям, предъявляемым к тонкостенному литью. Жесткие рамки допуска разрешают соответствующее уменьшение толщины стенки несущего поперечного сечения. Далее, по сравнению с другими способами формовки, например, с песчано-глинистой формовкой, благодаря нанесению на пленку слоя краски, заполняемость формы металлом улучшается на 30%, что, помимо прочего, обусловлено тем, что во время процесса заливки при помощи вакуумной системы из формы удаляется как воздух, так и литейные газы.

Высокая стабильность вакуумных форм также влияет на экономичность, т.к. она создает предпосылку для так называемого изготовления чугунных отливок без питателя, при котором происходит улучшение производительности.

Таким образом, можно выделить следующие преимущества V-процесса:

• Снижение затрат на модель.
• Отказ от постоянных форм при изготовлении отливок из легких металлов.
• Низкий объем механообработки.
• Улучшение обрабатываемости.
• Уменьшение массы конструкции.
• Отливки с низкой внутренней напряженностью.