覆膜砂铸造在铸造领域（yù）已有相（xiàng）当长的历史，铸件的产量也（yě）相（xiàng）当大（dà）；但采用覆膜（mó）砂铸造生产精密铸钢件时（shí）面临（lín）很多难题：粘（zhān）砂（shā）（结疤）、冷隔、气孔。如何解决这（zhè）些问题有（yǒu）待于我们去进一（yī）步探讨。

一（yī）、对覆膜砂的认识与（yǔ）了（le）解（覆（fù）膜砂属（shǔ）于有机粘结剂（jì）型、芯砂）

（1）覆膜砂的特点：具有适宜的强度性能；流动（dòng）性好，制出的砂型、砂芯轮廓清晰，组织致密，能够（gòu）制（zhì）造出复杂的（de）砂芯；砂型（芯）表（biǎo）面（miàn）质量好，表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精（jīng）度可达（dá）CT7～CT9级；溃散性（xìng）好，铸件容易清（qīng）理。

（2）适用范（fàn）围：覆膜砂既可制作铸型又可制（zhì）作砂（shā）芯，覆膜砂的型或（huò）芯既可互相（xiàng）配合使用又可与其（qí）它砂型（芯）配合使用；不仅可以用于（yú）金属型重力铸造（zào）或低压（yā）铸造，也可以用于铁型（xíng）覆砂铸造，还可以用（yòng）于热法离（lí）心（xīn）铸（zhù）造；不仅可以用于铸铁、非铁合金铸件的生（shēng）产（chǎn），还可以用于铸钢（gāng）件（jiàn）的生产。

二、覆膜（mó）砂的（de）制备

1．覆膜砂组成

一般（bān）由耐（nài）火材（cái）料、粘结剂、固化剂、润滑（huá）剂及特殊（shū）添加剂组成。

（1）耐火材料（liào）是构成覆膜砂的主体。对耐火（huǒ）材料（liào）的要求（qiú）是：耐火度高、挥（huī）发物（wù）少、颗粒较圆整、坚实等。一般选用天然擦洗（xǐ）硅砂。对硅（guī）砂的要求（qiú）是：SiO2含量高（gāo）（铸铁及非铁合（hé）金铸（zhù）件要求大于90%，铸钢件要求大于97%）；含泥（ní）量不（bú）大于0.3%（为（wéi）擦（cā）洗砂）--[水洗砂含泥量规定小于；粒度①分布在相邻（lín）3～5个筛号（hào）上；粒形（xíng）圆整，角（jiǎo）形因素应不大于（yú）1.3；酸（suān）耗值不小于5ml。

（2）粘结（jié）剂普遍采用酚醛树脂。

（3）固化剂通常采用（yòng）乌洛托品；润滑剂一（yī）般采用硬脂酸钙，其作用是防止覆膜砂结块，增加（jiā）流动性。添加剂的主要作用是改善覆膜砂（shā）的性能。

（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（质量分（fèn）数，%）说（shuō）明（míng）：原砂 100 擦洗砂， 酚（fēn）醛树（shù）脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托品（水溶液2）10～15 占（zhàn）树脂（zhī）重，硬（yìng）脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂（shā）重。1：2）10～15 占树（shù）脂重，硬（yìng）脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。

２．覆膜砂（shā）的生产（chǎn）工（gōng）艺　

覆膜砂的制备工（gōng）艺主（zhǔ）要有冷法（fǎ）覆（fù）膜（mó）、温法覆膜、热法（fǎ）覆膜三种，目前覆膜砂（shā）的生产几乎都是（shì）采用（yòng）热覆膜法。热法覆膜工艺是先（xiān）将原砂加热到一定温度（dù），然后分别与树脂、乌洛托品水溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和（hé）筛（shāi）分（fèn）而成。由于配方（fāng）的差异（yì），混制工艺有所不同。目前国内覆膜砂生产线的（de）种类很多，手工加料的半自动生产线约有2000~2300条，电脑控制（zhì）的全自动生产线也已经有将近（jìn）50条，有（yǒu）效提高了生产效（xiào）率和产品稳定性。例如（rú）xx铸造（zào）有限公司的（de）自动化可（kě）视生产线，其（qí）加料时间（jiān）控制精确到0.1秒，加热温度控制精确（què）到1/10℃，并且可以通过视频时时（shí）观（guān）察混砂（shā）状态（tài），生产效率达到6吨/小（xiǎo）时。

３．覆膜（mó）砂的主要（yào）产品类（lèi）型（xíng）　

（1）  普通（tōng）类覆膜砂 　

普通覆膜砂即（jí）传统覆膜（mó）砂，其组成通常由（yóu）石（shí）英砂，热塑（sù）性酚醛树脂，乌洛托品和硬脂酸（suān）钙构成，不加有关添加剂，其树脂加入量（liàng）通常在一定（dìng）强度要（yào）求下相对较（jiào）高，不具备耐高温，低膨胀、低发气等特性（xìng），适用（yòng）于（yú）要求不高的（de）铸件生产

（2）  高强度低发气（qì）类覆膜砂  　

特（tè）点：高强度、低膨胀、低发气、慢发气、抗氧化  简介:高（gāo）强度低发气（qì）覆膜砂是普（pǔ）通覆（fù）膜砂的更新换代产品，通（tōng）过加入有关特性的“添加（jiā）剂”和采用新的配制工艺（yì），使树（shù）脂用量（liàng）大幅（fú）度下降（jiàng），其强（qiáng）度比（bǐ）普通（tōng）覆膜砂高30%以上（shàng），发气量显著（zhe）降（jiàng）低，并能延缓发（fā）气（qì）速度，能更（gèng）好地适应铸件生产的需要。该类（lèi）覆膜砂（shā）主要适用于铸铁件中，中小铸钢、合金铸（zhù）钢件的生产（chǎn）。目前（qián）该类覆膜砂有三个系列：GD-1高强度低发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀低发气覆膜砂；GD-3高（gāo）强（qiáng）度低膨胀（zhàng）低发气（qì）抗氧化覆膜（mó）。

（3）  耐高温（wēn）(类)覆（fù）膜（mó）砂(ND型) 

特点：耐高（gāo）温、高强度（dù）、低膨胀、低发气（qì）、慢（màn）发气、易溃散、抗（kàng）氧化（huà） 简介:耐高温覆膜砂是通过特殊工艺配方技术生产出的具有优异高（gāo）温性能(高温下（xià）强度高、耐热时间长、热膨胀量小、发（fā）气量低)和综合铸造性能的新型（xíng）覆膜砂。该类覆膜砂（shā）特（tè）别适用于复杂薄壁（bì）精密（mì）的铸铁件(如汽车发动（dòng）机（jī）缸体、缸盖等)以及（jí）高要求的铸钢件(如集装箱角（jiǎo）和（hé）火车刹车缓（huǎn）；中器壳（ké）件等)的生（shēng）产，可有效消除粘砂、变（biàn）形、热裂（liè）和气孔等铸造缺（quē）陷（xiàn）。目前该覆膜砂有四（sì）个系列：VND-1耐高温（wēn）覆膜砂. ND-2耐高（gāo）温低膨胀低发气覆（fù）膜砂 ND-3耐高温（wēn）低（dī）膨胀低（dī）发气（qì）抗氧（yǎng）化（huà）覆膜（mó）砂 ND-4耐（nài）高温高强底低膨胀低发气覆膜

（4）  易溃散（sàn）类覆（fù）膜砂（shā）　

具（jù）有较好的强度，同时具有优（yōu）异的（de）低温溃散性能，适（shì）用于生产有色金属铸（zhù）件（jiàn）。

（5）  其它特（tè）殊要（yào）求（qiú）覆膜砂　

为适应不（bú）同产品（pǐn）的需要，开发出（chū）了系列特种覆（fù）膜（mó）砂如：离（lí）心铸（zhù）造用覆膜砂、激冷覆膜砂、湿态覆（fù）膜砂、防粘（zhān）砂、防脉（mò）纹、防橘皮覆膜砂等。　

三（sān）、覆膜砂制芯主（zhǔ）要工艺（yì）过程

加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂（shā）压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯（xīn）、流动性好的覆膜砂（shā）可选用较（jiào）低的射砂压（yā）力，细薄（báo）砂芯选择较低的加热温度，加热温（wēn）度低时可适当延长固化时间（jiān）等。覆膜砂所使用的树脂是酚醛（quán）类树脂。制芯工（gōng）艺的优点：具有适宜的（de）强度（dù）性（xìng）能；流（liú）动性好；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性（xìng）强；溃散性（xìng）好（hǎo），铸件容易（yì）清理。

1、铸型（模具）温度（dù）

铸型温度是影响壳层厚度及（jí）强度的（de）主要因素之（zhī）一,一般控制在（zài）220～260℃,并（bìng）根据下列（liè）原则（zé）选定:

    （1）保证覆膜砂上的树脂软化及固化所需的足够热量；

     （2）保证形成需要（yào）的（de）壳厚且（qiě）壳型（芯）表面（miàn）不焦化（huà）；

      （3）尽量（liàng）缩短结（jié）壳及（jí）硬化（huà）时间，以提高生产率。

2、射砂压力及时间

射砂时间一（yī）般控制在3～10s，时间过短则砂型（芯）不能成型。射（shè）砂压力一般为0.6MPa左右；压力过（guò）低时，易造成（chéng）射不足（zú）或疏松现象（xiàng）。3、硬化时间（jiān）：硬（yìng）化时间（jiān）的长短主要取决（jué）于砂型（芯）的厚度与（yǔ）铸型的温度，一般在60～120s左右。时（shí）间过短，壳层未完全（quán）固（gù）化则强度低（dī）；时间过长，砂型（芯）表面层（céng）易烧（shāo）焦影响铸件质量。覆膜砂造型（芯）工（gōng）艺参数实例（lì）：序号图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时间（s）硬化时间（s） 1 （导向（xiàng）套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体）DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100

四、覆膜砂应用中存在的问（wèn）题及（jí）解决对策

制芯的方（fāng）法（fǎ）种类很多，总（zǒng）的可（kě）以划分为热固性方法和（hé）冷固性方法两大类，覆膜砂制芯属于热固性（xìng）方法（fǎ）类。任何一种（zhǒng）制芯方（fāng）法都有其自身的优点（diǎn）和缺点，这（zhè）主要取决于产品的质（zhì）量要（yào）求、复杂程度、生产批量、生（shēng）产成本（běn）、产品价格等综合（hé）因素（sù）来决定采用何种制芯（xīn）方法。对铸件内（nèi）腔表面质量要求高（gāo），尺寸精度要求（qiú）高（gāo）、形状复（fù）杂的砂芯采（cǎi）用覆膜（mó）砂制芯是非常（cháng）有效的。例（lì）如：轿车发（fā）动机气缸（gāng）盖的进排气道砂芯、水道砂（shā）芯、油道砂芯，气缸体（tǐ）的水道砂芯、油（yóu）道砂芯，进气岐管、排气岐管的壳芯砂芯（xīn），液（yè）压（yā）阀的流（liú）道砂芯（xīn），汽（qì）车涡轮增压器气道（dào）砂芯等等。但（dàn）是（shì）在（zài）覆膜砂使用中还常遇到一些问题（tí），这里仅就工作（zuò）中（zhōng）的（de）体会略谈一（yī）二。

1、覆（fù）膜（mó）砂的强度（dù）和发气量的确定方（fāng）法

在原砂质（zhì）量和树脂质量一定的前提下，影（yǐng）响覆膜砂强度的关（guān）键（jiàn）因（yīn）素主要取于酚醛树脂的加（jiā）入量。酚醛树脂加入（rù）量多，则强度就提高，但发气量（liàng）也（yě）增加，溃（kuì）散性就降低。因（yīn）此在生（shēng）产应用中一定要（yào）控制（zhì）覆（fù）膜砂（shā）的强（qiáng）度（dù）来减（jiǎn）少发气量（liàng），提高溃散性（xìng），在强度标准的制订时定（dìng）要找到一个平衡点。这（zhè）个（gè）平衡点就是保证（zhèng）砂芯的表面（miàn）质（zhì）量（liàng）及在浇注（zhù）时不产生变形、不产生断芯前提下的（de）强度。这样才能保证铸件（jiàn）的表面质量（liàng）和尺寸精（jīng）度（dù），又可以减（jiǎn）少发气量，减少铸造（zào）件气（qì）孔缺陷，提高砂芯的出砂性能。对砂芯（xīn）存放，搬运过程中可（kě）以采用工位器具、砂（shā）芯小车，并（bìng）在其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚（hòu）的海绵，这样可以减少砂芯（xīn）的损（sǔn）耗（hào）率。

2、覆膜砂砂芯的存放期

任何砂芯都（dōu）会吸（xī）湿，特别是南方地区空气相对湿（shī）度大，必须对砂芯存放（fàng）期在工（gōng）艺文件上（shàng）加以规定（dìng），利用精（jīng）益生产（chǎn）先进先出的生（shēng）产（chǎn）方（fāng）式减少砂芯的（de）存（cún）放量（liàng）和存放周期（qī）。各企业应结（jié）合自己的（de）厂（chǎng）房（fáng）条件（jiàn）和（hé）当地的气候（hòu）条件来确定砂芯的（de）存放周（zhōu）期。

3、控制好（hǎo）覆膜砂（shā）的供（gòng）货质量

覆膜砂（shā）进厂时必须附有（yǒu）供应商的质量保证资料，并（bìng）且企业根据抽样标（biāo）准进行检查，检（jiǎn）查合格后（hòu）方可入库。企（qǐ）业（yè）取样检测不（bú）合格（gé）时由（yóu）质保和技术部门做出（chū）处理结果（guǒ），是让步（bù）接受或向供应商退（tuì）货。

4、合格的覆（fù）膜砂在制芯时发现砂芯断裂变形

制芯时（shí）砂芯（xīn）的断裂变形通常会认为（wéi）覆膜（mó）砂强度低造成的。实（shí）际上砂芯断裂和变形会涉及到许多生产（chǎn）过程。出现不正常情（qíng）况（kuàng），必（bì）须（xū）要查到真正的原因才（cái）能彻底解决。具体原因如下（xià）：

（１）制芯（xīn）时模具的温（wēn）度和（hé）留模时间（jiān），关系到砂芯结壳硬化厚度是否（fǒu）满足（zú）工艺要求（qiú）。工艺上所（suǒ）规定的（de）工（gōng）艺参数都需要（yào）有一个范围（wéi），这个范围需（xū）靠操作人员（yuán）的技能来（lái）进行调（diào）整。在模（mó）具温度上限时（shí）留模时间可以取下（xià）限，模具温度在下限时留（liú）模时间取上限。对操（cāo）作人员需（xū）要不断地培训提高操作技能。

（２）制芯时在模具上会粘有酚醛树脂（zhī）和（hé）砂粒（lì），必须（xū）进行及时清理并喷上脱（tuō）模剂，否则会越积越多开模（mó）时会把砂芯（xīn）拉断或变形（xíng）。

（３）热芯盒模具静模上的（de）弹（dàn）簧（huáng）顶杆（gǎn），由（yóu）于长期在（zài）高温状（zhuàng）态下（xià）工作（zuò）会产生（shēng）弹性（xìng）失效而（ér）造（zào）成（chéng）砂芯断裂或变形。必须及时更换弹簧。

（４）动模和静模不（bú）平行或（huò）不在同一中心线上，合模时（shí）在油缸或气缸的（de）压力作用下（xià），定（dìng）位销（xiāo）前端有一（yī）段斜（xié）度，模具还是会合紧，但在开模时动模和静模仍会恢复到原始状态使砂芯断裂或变形。在（zài）这种情况下射砂时会跑砂，砂（shā）芯的尺寸会变大。解决对策是及（jí）时（shí）调整（zhěng）模具的平行度和同轴度。

（５）在壳（ké）芯机上生产空（kōng）心砂芯时，从砂芯中倒出尚（shàng）未硬化的（de）覆膜砂需（xū）要（yào）重新使用（yòng）时，必须进行过（guò）筛并未（wèi）用过（guò）的覆膜（mó）砂按３：７比（bǐ）例混合后使用，这（zhè）样才能保证壳芯砂芯的表面质量和砂芯强（qiáng）度。