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現(xiàn)代先進鑄造技術 真空鑄造技術在現(xiàn)代鋼琴產(chǎn)業(yè)中的應用 摘要：真空鑄造技術，即真空密封造型鑄造法，利用塑料薄膜抽真空使干砂成型的造型法，是目前較先進又非常具有發(fā)展前途的鑄造技術。最早應用此技術的應該是日本的一些品牌鋼琴，國內(nèi)首家采用真空鑄造技術“V”法（Vacuum）加工鑄鐵板的系福州和聲鋼琴有限公司生產(chǎn)的哈曼尼鋼琴，因其鑄件尺寸的穩(wěn)定性、受力后不產(chǎn)生變形，其允許公差程度的保證，為鋼琴的音準穩(wěn)定，鋼琴品質(zhì)的提升，打下了堅實的基礎。Application of technology in the modern piano industry in the vacuum castingAbstract：Vacuum casting technology, namely vacuum sealed molding casting method, the modeling method of dry sand molding vacuum using plastic film, is the more advanced casting technology is very promising. The first application of this technology should be some Japanese brand piano, the first use of vacuum casting technology V method (Vacuum) processing cast iron Department of Fuzhou harmony Piano Co. Ltd production of harmony piano, because of its stability, casting dimension stress without deformation, the tolerance degree of assurance, for the stable intonation piano, piano quality promotion, to lay a solid foundation.真空鑄造鑄鐵板的基本原理1、真空鑄造鑄鐵板的工藝與普通砂鑄不同，它是由上箱模和下箱模兩個獨立的模板組成，上、下箱模的底部及高低變化處分布有1毫米的氣孔，以便抽吸空氣之用。2、用加熱后的尼龍薄膜蓋在模板上（該薄膜可以伸展8倍而不破裂），當箱模底部抽出真空，此時的薄膜就全部覆蓋緊貼在模板上。完全呈現(xiàn)模板的形狀，隨后噴上耐高溫的涂料，并用熱風吹干涂料。3、模箱上放置空的砂箱，將其充滿型砂（是細白的干砂）后，再覆蓋上塑料薄膜（不需加熱僅為隔絕空氣）。此時，中間的砂箱接上真空管抽真空，在下箱關閉真空管，下箱的尼龍薄膜就脫在中箱上了。4、用同樣的方法制作上箱的模板，最后上下兩個箱扣在一塊，留出澆注口和排氣口，當鐵水澆入后，保壓3-5小時。再吊起兩型箱，當關閉真空管，砂子全部散落，就會呈現(xiàn)出鑄鐵板。5、型砂通過砂篩過濾，去除雜質(zhì)，流入冷卻管道冷卻，再重復使用。去掉鑄鐵板飛邊毛刺擺好，時效靜置，等到要使用前再進行對鑄鐵板的噴砂處理以及表面的光潔的處理。（用氣體噴出小的鋼珠，反復擊打鑄鐵板表面清理雜質(zhì)，使得鑄鐵板表面平整、光潔）。二、真空鑄造鑄鐵板的工藝特點真空鑄造鑄鐵板不足之處就是，相對傳統(tǒng)砂型鑄造而言，制造的成本較高，這部分成本的提高可以在產(chǎn)品的附加值中去抵消。因此與傳統(tǒng)砂型鑄造工藝相比，真空鑄造鑄鐵板的優(yōu)點還是很多的，總結(jié)如下：1、真空鑄鐵板的尺寸精度高，鑄鐵板表面光潔、輪廓清晰、尺寸準確。鑄型內(nèi)腔表面覆有塑料薄膜，用較細干砂，使鑄型硬度高且均勻，鑄型面光滑無瑕疵。砂箱起模容易，型腔不易變形。澆注時，由于砂箱保持真空狀態(tài)，有利于金屬液充填型腔。2、真空鑄鐵板加工余量小，利用率高，省去有關粘合劑、附加物及混砂設備。由于金屬液在型腔中冷卻速度較慢，金屬活動性較好，充填能力強，有利于金屬的補給，提高金屬的利用率，鑄型硬度高、冷卻慢，利用補縮，減少冒口的尺寸，減少了加工余量。模具及砂箱使用壽命長。3、各種運行維修費用減少，節(jié)約投資。除需要曾置真空泵和采用專用的砂箱外，其他設備較為簡單。由于真空鑄造使用干砂，落砂容易，可以省去落砂機、混砂機及一些輔助設備，投資費用少，設備維修方便；節(jié)約原材料和勞動力，砂子的回收率高。4、工具的使用壽命有效延長。因真空鑄鐵板有塑料薄膜保護，拔模力很小，只有微震且不受高溫高壓作用，所以模樣不易變形和損壞。三、真空鑄造技術與傳統(tǒng)鑄造技術的比較（一）傳統(tǒng)的鑄造工藝流程傳統(tǒng)鑄鐵板的鑄造工藝（也稱為“翻砂”），首先要做一個鋁模，在砂箱里造型，此時的砂子是濕的，先造型一半（分為上箱和下箱），用氣錘擊打型砂，形成一半，再將鋁模提起翻個在下箱中再造型，形成另一半。在型箱里刷上涂料（耐高溫），將型箱吊起對扣固定，留出澆注口和排氣孔，當鐵水溶化后將其澆注入口后，就基本完成了。此時的型箱要保持不動，等到第二天，鑄件退溫后，再將上下型箱吊起，取出工件，去掉飛邊毛刺，鑄件完成了，等待時效靜置。傳統(tǒng)的砂鑄鑄鐵板，會因為鑄造工藝的特點，砂箱造型困難，容易塌砂，使得鑄件表面粗糙或者缺陷。不能實現(xiàn)精密鑄造的精美造型要求。（二）鋼琴鑄鐵板對鑄造的要求立式鋼琴的琴弦總拉力能達到15噸左右，三角鋼琴的琴弦總拉力最大的九尺琴能達到26噸。如此大的拉力絕大部分是由鑄鐵板承擔的，因此鑄鐵板是否有足夠的抗壓抗彎強度，是鋼琴穩(wěn)定的基本條件。模型的要求是鑄造中的重要環(huán)節(jié)，鑄鐵板的形狀尺寸設計非常重要，在制作時需注意各連接的斷面之間厚薄尺寸相差不能過大，筋桿與板片的連接需要逐漸過渡，折角處不能形成鈍角，應采用圓角過渡。這樣可在琴弦拉力增加過程中，很少產(chǎn)生變形或避免斷裂的可能性。為了使鋁模易于出模，模型要有一定的脫模斜度，這樣不至于損壞砂型。因此在澆鑄鑄鐵板前，應將此種鐵水按抗拉抗彎國際標準澆鑄成試棒，進行測試，合格后才能進行正式澆鑄。傳統(tǒng)的鑄鐵板鑄造材料為灰口鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄鐵板制作時，板片處比筋桿處容易冷卻。易于冷卻的板片部分會析出少量的石墨，增加了鑄鐵板的碳化合物，形成硬性碳化鐵。冷卻較慢的筋桿部分，具有較充分的時間將鑄件中的碳轉(zhuǎn)變?yōu)槭蔀橄鄬^軟的鑄鐵。因此在筋桿與鐵板的連接部分，要盡量采用均勻過渡的設計準則。鑄鐵板在澆鑄時必須排除存在于其中的氣體。鑄鐵板中一旦有氣泡出現(xiàn)就形成空穴冷隔，并且可能產(chǎn)生斷裂，避免的方法就是提高鐵水的溫度。鑄鐵板因澆鑄時的冷卻過程不均勻，可能產(chǎn)生收縮裂縫，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，還可能有其他的原因，如砂模太硬、過于潮濕或者出模過早等原因。砂模上澆鑄口對澆鑄鐵板也很關鍵，澆鑄口應在鐵水不受阻的情況下順利的流入砂模。而不良的澆鑄口可能使鐵板產(chǎn)生內(nèi)應力，在掛弦拉緊時，鑄鐵板在強大的張力作用下產(chǎn)生變形而斷裂。因此，要鑄造出好的鑄鐵板，不但具有充分的理論依據(jù)，而且具有豐富的實踐經(jīng)驗。三、真空鑄造技術在現(xiàn)代鋼琴中的應用筆者認為在國內(nèi)真空鑄造技術經(jīng)過多年的實踐，應用在鋼琴制造中已日趨成熟。它突破了傳統(tǒng)的砂鑄工藝局限，使得鋼琴鑄鐵板有許多的創(chuàng)新之處，建立了國產(chǎn)鋼琴的創(chuàng)新理念，有力地推動了國產(chǎn)鋼琴的技術進步。舉例如下：1、真空鑄造浮雕式編碼技術在哈曼尼鋼琴上可以看到每一片鑄鐵板都鑄造有一個出廠編碼號，清晰工整，一片一號不重復，它可以作為產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤的一個編號，（已成為品質(zhì)跟蹤卡上的必備數(shù)字），也可以作為鋼琴的防偽標識（無法涂改）。另外在鑄鐵板上鑄出精美的浮雕式圖案栩栩如生，是目前國內(nèi)鋼琴不多見的。2、真空鑄造鑲嵌式弦枕利用真空鑄造技術，哈曼尼鋼琴繼而研發(fā)了鑲嵌式弦枕、高音區(qū)雙泛音裝置、V型壓弦條等三項專利技術，尤其是鑲嵌式弦枕，在鑄鐵板上鑄出一個凹槽，再鑲嵌一根直徑僅為2.5毫米的不銹鋼作為弦枕，這樣一旦鋼琴用久了，弦枕磨損了就可以換一根，鋼琴的基本尺寸還可以保持不變的。不銹鋼條作為弦枕可以保證弦枕與琴弦交點的一致性。從鑄出的凹槽來看，必須是很精確的，如果凹槽鑄出后變形或者高低不平，那么，弦枕的安裝就會出現(xiàn)問題，甚至整個鑄鐵板都報廢的。通過采用不銹鋼線鑲嵌在鑄件弦枕槽內(nèi)，實現(xiàn)弦枕面的R度統(tǒng)一，保持與各弦之間的接觸點一致，不會因弦枕銹蝕而產(chǎn)生誤差。因此，這項工藝上的保證很重要。如果用普通的砂鑄工藝是完全無法實現(xiàn)的，表面的光潔度也無法達到的。利用真空鑄造技術，使得傳統(tǒng)的鋼琴制造得到一種創(chuàng)新，在高音處改善了音色，保證了音質(zhì)。對于生產(chǎn)方面來說是新工藝新技術的成功應用，產(chǎn)品的差異化特點的體現(xiàn)。對于銷售方面來說是產(chǎn)品的特點賣點，使得消費者有更多的選擇。3、真空鑄造加工孔位在應用真空鑄造技術方面，為了解決鉆孔靠模問題，哈曼尼鋼琴利用真空鑄造工藝的特點，將鑄鐵板上的所有孔位，都鑄出魚眼孔。如：弦軸釘孔、鐵板釘孔、鑄鐵板四周的固定螺絲孔、壓弦條的固定螺絲孔、擊弦機的固定上婆螺絲孔等等。這樣一來只要直接對著魚眼孔就可以鉆孔了，也不需要鉆孔靠模，其鉆孔的速度要比數(shù)控鉆床的速度要快，誤差率很小，完全在允許的范圍之內(nèi)。這一創(chuàng)新是傳統(tǒng)砂鑄無法實現(xiàn)的。上述舉例說明真空鑄造工藝制造的“R版”浮雕式編碼技術鑄鐵板、鑲嵌式弦枕、高音雙泛音裝置、V型壓弦條等四項專利技術，開創(chuàng)了真空鑄造鑄鐵板的歷史先河，為中國的鋼琴制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升奠定了堅實的基礎。結(jié)語真空鑄造技術，不是新的鑄造工藝，在許多的鑄件中都有采用的，尤其是工業(yè)化水平先進的一些機床類的鑄造，應用的較多，