覆膜砂鑄造在鑄造范疇已有相當長的歷史，鑄件的產量也相當大；但采用覆膜砂鑄造消費精細鑄鋼件時面臨很多難題：粘砂（結疤）、冷隔、氣孔。如何處理這些問題有待于我們去進一步討論。 

 

一、對覆膜砂的認識與理解（覆膜砂屬于有機粘結劑型、芯砂）：

（1）覆膜砂的特性：具有適合的強度性能；活動性好，制出的砂型、砂芯輪廓明晰，組織致密，可以制造出復雜的砂芯；砂型（芯）外表質量好，外表粗糙度可達Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可達CT7～CT9級；潰散性好，鑄件容易清算。

（2）適用范圍：覆膜砂既可制造鑄型又可制造砂芯，覆膜砂的型或芯既可相互配合運用又可與其它砂型（芯）配合運用；不只能夠用于金屬型重力鑄造或低壓鑄造，也能夠用于鐵型覆砂鑄造，還能夠用于熱法離心鑄造；不只能夠用于鑄鐵、非鐵合金鑄件的消費，還能夠用于鑄鋼件的消費。

 

二、覆膜砂的制備：1）覆膜砂普通由耐火資料、粘結劑、固化劑、光滑劑及特殊添加劑組成。

（1）耐火資料是構成覆膜砂的主體。對耐火資料的請求是：耐火度高、揮發物少、顆粒較圓整、堅實等。普通選用自然擦洗硅砂。對硅砂的請求是：SiO2含量高（鑄鐵及非鐵合金鑄件請求大于90%，鑄鋼件請求大于97%）；含泥量不大于0.3%（為擦洗砂）--[水洗砂含泥量規則小于；粒度①散布在相鄰3～5個篩號上；粒形圓整，角形要素應不大于1.3；酸耗值不小于5ml。

（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。

（3）固化劑通常采用烏洛托品；光滑劑普通采用硬脂酸鈣，其作用是避免覆膜砂結塊，增加活動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。

（4）覆膜砂的根本配比 成分 配比（質量分數，%） 闡明 原砂 100 擦洗砂 酚醛樹脂 1.0～3.0 占原砂重 烏洛托品（水溶液1：

1） 10～15 占樹脂重 硬脂酸鈣 5～7 占樹脂重 添加劑 0.1～0.5 占原砂重

2）覆膜砂的消費工藝 　覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的消費簡直都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差別，混制工藝有所不同。目前國內覆膜砂消費線的品種很多，手工加料的半自動消費線約有2000~2300條，電腦控制的全自動消費線也曾經有將近50條，有效進步了消費效率和產品穩定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視消費線，其加料時間控制準確到0.1秒，加熱溫度控制準確到1/10℃，并且能夠經過視頻時時察看混砂狀態，消費效率到達6噸/小時。

3）覆膜砂的主要產品類型　

（1）普通類覆膜砂 　簡介:普通覆膜砂即傳統覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構成，不加有關添加劑，其樹脂參加量通常在一定強度請求下相對較高，不具備耐高溫，低收縮、低發氣等特性，適用于請求不高的鑄件消費。

（2）高強度低發氣類覆膜砂 特性：高強度、低收縮、低發氣、慢發氣、抗氧化 簡介:高強度低發氣覆膜砂是普通覆膜砂的更新換代產品，經過參加有關特性的“添加劑”和采用新的配制工藝，使樹脂用量大幅度降落，其強度比普通覆膜砂高30%以上，發氣量顯著降低，并能延緩發氣速度，能更好地順應鑄件消費的需求。該類覆膜砂主要適用于鑄鐵件中，中小鑄鋼、合金鑄鋼件的消費。目前該類覆膜砂有三個系列：GD-1高強度低發氣覆膜砂；GD-2高強度低收縮低發氣覆膜砂；GD-3高強度低收縮低發氣抗氧化覆膜。

（3）耐高溫(類)覆膜砂(ND型) 特性：耐高溫、高強度、低收縮、低發氣、慢發氣、易潰散、抗氧化 簡介:耐高溫覆膜砂是經過特殊工藝配方技術消費出的具有優良高溫性能(高溫下強度高、耐熱時間長、熱收縮量小、發氣量低)和綜合鑄造性能的新型覆膜砂。該類覆膜砂特別適用于復雜薄壁精細的鑄鐵件(如汽車發起機缸體、缸蓋等)以及高請求的鑄鋼件(如集裝箱角和火車剎車緩；中器殼件等)的消費，可有效消弭粘砂、變形、熱裂和氣孔等鑄造缺陷。目前該覆膜砂有四個系列：VND-1耐高溫覆膜砂. ND-2耐高溫低收縮低發氣覆膜砂 ND-3耐高溫低收縮低發氣抗氧化覆膜砂 ND-4耐高溫高強底低收縮低發氣覆膜

（4）易潰散類覆膜砂　具有較好的強度，同時具有優良的低溫潰散性能，適用于消費有色金屬鑄件。

（5）其它特殊請求覆膜砂　為順應不同產品的需求，開發出了系列特種覆膜砂如：離心鑄造用覆膜砂、激冷覆膜砂、濕態覆膜砂、防粘砂、防脈紋、防橘皮覆膜砂等。　同時2004年推出的快速固化覆膜砂在具有各項性能的根底上能夠將固化速度進步30-70%，有效進步消費效率，并節約能源。

 

三、覆膜砂制芯主要工藝過程：

     加熱溫度200-300℃、固化時間30-150s、射砂壓力0.15-0.60MPa。外形簡單的砂芯、活動性好的覆膜砂可選用較低的射砂壓力，細薄砂芯選擇較低的加熱溫度，加熱溫度低時可恰當延長固化時間等。覆膜砂所運用的樹脂是酚醛類樹脂。

    制芯工藝的優點：具有適合的強度性能；活動性好；砂芯外表質量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸濕性強；潰散性好，鑄件容易清算。

1、鑄型（模具）溫度：鑄型溫度是影響殼層厚度及強度的主要要素之一,普通控制在220～260℃,并依據下列準繩選定:

（1）保證覆膜砂上的樹脂軟化及固化所需的足夠熱量；

（2）保證構成需求的殼厚且殼型（芯）外表不焦化；

（3）盡量縮短結殼及硬化時間，以進步消費率。

2、射砂壓力及時間：射砂時間普通控制在3～10s，時間過短則砂型（芯）不能成型。射砂壓力普通為0.6MPa左右；壓力過低時，易形成射缺乏或疏松現象。3、硬化時間：硬化時間的長短主要取決于砂型（芯）的厚度與鑄型的溫度，普通在60～120s左右。時間過短，殼層未完整固化則強度低；時間過長，砂型（芯）外表層易燒焦影響鑄件質量。覆膜砂外型（芯）工藝參數實例：序號 圖號 殼厚（㎜） 重量（㎏） 鑄型溫度（℃） 射砂時間（s） 硬化時間（s） 1 （導向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6 220～240 2～3 60～80 2 （閥體）DN05-01 10～12 3.75～3.8 240～260 3～5 80～100

 

四、射芯機的工作原理：射砂時緊縮空氣疾速進入射砂筒內,穿過砂層空隙推進砂粒,構成砂氣流,使芯砂以較高的速度射入芯盒,在充填芯盒的同時取得緊實。

 

五、覆膜砂應用中存在的問題及處理對策制芯的辦法品種很多，總的能夠劃分為熱固性辦法和冷固性辦法兩大類，覆膜砂制芯屬于熱固性辦法類。任何一種制芯辦法都有其本身的優點和缺陷，這主要取決于產品的質量請求、復雜水平、消費批量、消費本錢、產品價錢等綜合要素來決議采用何種制芯辦法。對鑄件內腔外表質量請求高，尺寸精度請求高、外形復雜的砂芯采用覆膜砂制芯是十分有效的。例如：轎車發起機氣缸蓋的進排氣道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，氣缸體的水道砂芯、油道砂芯，進氣岐管、排氣岐管的殼芯砂芯，液壓閥的流道砂芯，汽車渦輪增壓器氣道砂芯等等。但是在覆膜砂運用中還常遇到一些問題，這里僅就工作中的領會略談一二。

１ 覆膜砂的強度和發氣量確實定辦法在原砂質量和樹脂質量一定的前提下，影響覆膜砂強度的關鍵要素主要取于酚醛樹脂的參加量。酚醛樹脂參加量多，則強度就進步，但發氣量也增加，潰散性就降低。因而在消費應用中一定要控制覆膜砂的強度來減少發氣量，進步潰散性，在強度規范的制定時定要找到一個均衡點。這個均衡點就是保證砂芯的外表質量及在澆注時不產生變形、不產生斷芯前提下的強度。這樣才干保證鑄件的外表質量和尺寸精度，又能夠減少發氣量，減少鑄造件氣孔缺陷，進步砂芯的出砂性能。對砂芯寄存，搬運過程中能夠采用工位用具、砂芯小車，并在其上面鋪有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海綿，這樣能夠減少砂芯的損耗率。

２ 覆膜砂砂芯的寄存期：任何砂芯都會吸濕，特別是南方地域空氣相對濕度大，必需對砂芯寄存期在工藝文件上加以規則，應用精益消費先進先出的消費方式減少砂芯的寄存量和寄存周期。各企業應分離本人的廠房條件和當地的氣候條件來肯定砂芯的寄存周期。

３ 控制好覆膜砂的供貨質量：覆膜砂進廠時必需附有供給商的質量保證材料，并且企業依據抽樣規范停止檢查，檢查合格前方可入庫。企業取樣檢測不合格時由質保和技術部門做出處置結果，是退讓承受或向供給商退貨。

４ 合格的覆膜砂在制芯時發現砂芯斷裂變形 制芯時砂芯的斷裂變形通常會以為覆膜砂強度低形成的。實踐上砂芯斷裂和變形會觸及到許多消費過程。呈現不正常狀況，必需要查到真正的緣由才干徹底處理。詳細緣由如下：

１）制芯時模具的溫度和留模時間，關系到砂芯結殼硬化厚度能否滿足工藝請求。工藝上所規則的工藝參數都需求有一個范圍，這個范圍需靠操作人員的技藝來停止調整。在模具溫度上限時留模時間能夠取下限，模具溫度在下限時留模時間取上限。對操作人員需求不時地培訓進步操作技藝。

２）制芯時在模具上會粘有酚醛樹脂和砂粒，必需停止及時清算并噴上脫模劑，否則會越積越多開模時會把砂芯拉斷或變形。

３）熱芯盒模具靜模上的彈簧頂桿，由于長期在高溫狀態下工作會產生彈性失效而形成砂芯斷裂或變形。必需及時改換彈簧。

４）動模和靜模不平行或不在同一中心線上，合模時在油缸或氣缸的壓力作用下，定位銷前端有一段斜度，模具還是會合緊，但在開模時動模和靜模仍會恢復到原始狀態使砂芯斷裂或變形。在這種狀況下射砂時會跑砂，砂芯的尺寸會變大。處理對策是及時調整模具的平行度和同軸度。

５）在殼芯機上消費空心砂芯時，從砂芯中倒出尚未硬化的覆膜砂需求重新運用時，必需停止過篩并未用過的覆膜砂按３：７比例混合后運用，這樣才干保證殼芯砂芯的外表質量和砂芯強度。

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