覆膜砂铸造在铸造领域已有（yǒu）相当（dāng）长（zhǎng）的历史，铸件的产量也相当（dāng）大；但采用覆膜（mó）砂铸造生产（chǎn）精密铸钢件时面（miàn）临很（hěn）多（duō）难题（tí）：粘砂（结疤（bā））、冷隔、气孔（kǒng）。如何解决这些问题有待于我们去进一步探讨。

一（yī）、对覆膜砂的认识与了解（jiě）（覆膜（mó）砂属于有机粘结剂型（xíng）、芯砂）

（1）覆膜（mó）砂的（de）特点：具有（yǒu）适宜的强（qiáng）度性能；流动性好，制（zhì）出的砂型（xíng）、砂芯轮廓清晰（xī），组织致密，能够制造出复杂（zá）的砂芯；砂型（xíng）（芯）表面质量好，表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级；溃（kuì）散性好（hǎo），铸件容（róng）易清理。

（2）适用范围：覆膜砂（shā）既可（kě）制作铸（zhù）型又可制作砂（shā）芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合使用又可与其它砂型（xíng）（芯）配合（hé）使用；不仅（jǐn）可以用于（yú）金属型重力铸造或低压铸造（zào），也可以用于铁型覆砂铸造，还可（kě）以用（yòng）于热法离心铸造；不仅可以用于铸铁、非（fēi）铁（tiě）合金铸件的生产，还可以用于铸钢件的生产。

二、覆膜砂的制（zhì）备

1．覆膜砂（shā）组成

一般由耐（nài）火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂（jì）及特（tè）殊添加剂组成。

（1）耐火材料是构（gòu）成覆膜砂的（de）主（zhǔ）体。对耐火（huǒ）材料的要（yào）求（qiú）是：耐火度高、挥发物少、颗粒较圆整、坚实等。一般选用天然（rán）擦洗硅砂（shā）。对（duì）硅砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及非铁合金铸件要求大于90%，铸钢件要求大于97%）；含（hán）泥量不大于0.3%（为（wéi）擦（cā）洗砂）--[水洗砂含泥量规定小（xiǎo）于；粒度①分（fèn）布在相邻3～5个筛号上；粒形圆整（zhěng），角形因素应不大于1.3；酸（suān）耗（hào）值不小于5ml。

（2）粘结剂普遍（biàn）采用（yòng）酚醛（quán）树脂。

（3）固化剂通常采用乌（wū）洛托品；润滑剂一般采用硬脂（zhī）酸（suān）钙（gài），其（qí）作用是防止（zhǐ）覆膜砂结块，增加流动性。添（tiān）加（jiā）剂的主要作用是改善（shàn）覆膜砂的性能。

（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（质量分（fèn）数，%） 说（shuō）明：原砂 100 擦洗（xǐ）砂， 酚（fēn）醛树脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌（wū）洛（luò）托品（水（shuǐ）溶液2） 10～15 占树脂重，硬（yìng）脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原（yuán）砂重 。1：2） 10～15 占树脂重（chóng），硬脂酸（suān）钙 5～7 占树脂重（chóng），添加剂 0.1～0.5 占原砂（shā）重（chóng） 。

２．覆膜砂（shā）的生产（chǎn）工艺 　

覆膜砂的制备工（gōng）艺主（zhǔ）要有冷法覆膜、温法覆膜、热法覆膜三种，目前（qián）覆膜（mó）砂的（de）生产几（jǐ）乎（hū）都（dōu）是采用热覆膜法。热法覆（fù）膜工艺是先将原砂加热到一（yī）定温度，然后分（fèn）别与树（shù）脂、乌洛托品水溶液和硬脂酸钙混（hún）合搅拌，经冷却破碎和筛分而成。由于配（pèi）方的差异，混制（zhì）工艺有所（suǒ）不同。目前国内覆膜砂生产线的种类（lèi）很多，手工加料的（de）半自动生产（chǎn）线约有2000~2300条，电脑控制的全自动生产线也已经有将近50条，有效提（tí）高了（le）生产效率和产品稳定（dìng）性。例如xx铸造有限（xiàn）公（gōng）司的自动化可视生产线，其（qí）加料时间控制精确到0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并且可以通过视频（pín）时时观察（chá）混砂状态（tài），生产效率达到6吨（dūn）/小时（shí）。

３．覆（fù）膜砂（shā）的主要产品类型　

（1）普通类（lèi）覆膜砂（shā） 　普通覆膜砂（shā）即传统覆膜砂，其组成（chéng）通常由石英砂（shā），热塑性酚醛树脂，乌洛（luò）托品和硬脂酸钙构成（chéng），不加有关添加剂，其树（shù）脂加入（rù）量通常在一定（dìng）强度要求下相对（duì）较高，不（bú）具备耐高温（wēn），低（dī）膨胀（zhàng）、低发气等特性，适用于要求（qiú）不高的铸件生产（chǎn）。

（2）高强度低（dī）发气类覆（fù）膜砂 　特点：高强（qiáng）度、低膨胀、低发（fā）气、慢发气、抗氧化 简介:高强度低发气覆膜砂是（shì）普通覆膜砂（shā）的更新换代产品，通过（guò）加入有（yǒu）关特性的（de）“添加剂（jì）”和采用（yòng）新的配制工（gōng）艺，使树脂用量大幅度下降，其强度（dù）比普（pǔ）通覆膜（mó）砂（shā）高30%以上，发气量显著降低（dī），并能延缓发气速度，能更好（hǎo）地适应铸件（jiàn）生产的需要（yào）。该类覆膜砂主（zhǔ）要适用于铸铁件中，中（zhōng）小铸钢（gāng）、合金铸（zhù）钢件的生产（chǎn）。目前该类覆膜砂有三（sān）个系列：GD-1高强度低发气（qì）覆膜砂；GD-2高（gāo）强度低膨胀低发气覆膜砂；GD-3高强度低膨胀低发气抗氧化覆膜。

（3）耐高（gāo）温（wēn）(类)覆膜砂(ND型) 　特（tè）点（diǎn）：耐高（gāo）温、高（gāo）强度、低膨（péng）胀、低发气、慢发气、易溃散、抗氧化（huà） 简（jiǎn）介:耐高温覆膜砂是通过特殊工艺配方技术生（shēng）产出的具有优异高温性能(高温下强度高、耐热时间长、热膨胀量（liàng）小、发气量低（dī）)和综（zōng）合（hé）铸造（zào）性能的新型（xíng）覆膜砂。该类覆膜（mó）砂特别适用于复杂薄壁精密的铸铁件(如汽车发动机缸体、缸盖等)以及高（gāo）要求的铸钢件(如集装箱角和火（huǒ）车刹车缓；中器壳（ké）件（jiàn）等)的生产（chǎn），可（kě）有效消除粘砂（shā）、变形、热裂和气孔等（děng）铸造缺陷（xiàn）。目前该覆膜砂有四个系列：VND-1耐高温覆（fù）膜砂. ND-2耐高（gāo）温低膨胀低发气覆膜砂（shā） ND-3耐高温低膨胀低发（fā）气（qì）抗氧化覆（fù）膜砂 ND-4耐高温高强底低膨胀（zhàng）低发气覆膜

（4）易（yì）溃散类覆膜（mó）砂　具有较（jiào）好的强（qiáng）度，同时具有优异的低（dī）温溃散性能，适用于生产有色金属铸件。

（5）其（qí）它特殊要求覆膜砂（shā）　为适（shì）应不同产品的需要，开发（fā）出了系列特种覆膜砂（shā）如：离心（xīn）铸造用覆膜（mó）砂、激（jī）冷覆膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜砂（shā）等。　

三、覆膜（mó）砂制芯主要工（gōng）艺过（guò）程

加热温（wēn）度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流动性好的覆膜（mó）砂可选用较低（dī）的射砂压力，细薄砂芯选择较低的加（jiā）热温（wēn）度，加热（rè）温度低时（shí）可（kě）适当延长（zhǎng）固化时间等。覆膜砂所使用的树（shù）脂（zhī）是酚醛类树脂。制芯工艺的优点：具有（yǒu）适宜（yí）的强度性能；流动性好（hǎo）；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯（xīn）抗吸湿（shī）性强；溃散（sàn）性好，铸件容易清理。

1、铸型（模具）温度

铸型温度是影响壳层厚度及强度的主要因（yīn）素之（zhī）一,一般（bān）控制在220～260℃,并根据下列原则选定（dìng）:

（1）保证覆（fù）膜砂上的树脂（zhī）软化及固化（huà）所需的足（zú）够热量；

（2）保证形成需要的（de）壳厚（hòu）且壳型（芯）表面不焦化（huà）；

（3）尽（jìn）量缩短（duǎn）结壳及硬（yìng）化时间，以提高生产率。

 2、射砂压力及时间

射砂时间一般控制（zhì）在3～10s，时间过（guò）短（duǎn）则砂型（xíng）（芯）不能成型。射砂（shā）压力一般为（wéi）0.6MPa左右；压力（lì）过低时，易造成射不足或疏松现（xiàn）象。3、硬化时间：硬化时间的长短主要取决于砂型（芯）的厚（hòu）度（dù）与铸（zhù）型的温（wēn）度，一般在60～120s左右。时间过短，壳层（céng）未完全固化则强度低；时间过长，砂型（芯）表面层易（yì）烧焦影响铸件质量。覆膜（mó）砂造型（芯）工艺参（cān）数实例：序号 图号 壳厚（㎜） 重（chóng）量（㎏） 铸型温度（℃） 射（shè）砂时间（jiān）（s） 硬（yìng）化时间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6 220～240 2～3 60～80 2 （阀体（tǐ））DN05-01 10～12 3.75～3.8 240～260 3～5 80～100

四、覆膜砂（shā）应用中存在的问题及解决对（duì）策

制芯的方法种类很多，总的可以划分为热固性方法和冷固性方法两大类，覆（fù）膜砂制芯属于（yú）热固性方法（fǎ）类（lèi）。任何一种制芯（xīn）方（fāng）法都有（yǒu）其自身（shēn）的（de）优点和（hé）缺点，这主要取决于产品（pǐn）的质（zhì）量要求、复杂程度、生产（chǎn）批量、生产成本、产品价格等（děng）综合因素来决（jué）定采用何种制（zhì）芯方法。对铸（zhù）件内腔表面质量要求高，尺寸精度要求高、形状复杂的砂芯采（cǎi）用覆（fù）膜砂制芯是（shì）非常有效的。例如（rú）：轿车（chē）发动机（jī）气缸盖的进（jìn）排气道砂芯（xīn）、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的（de）水道砂芯（xīn）、油道砂芯（xīn），进（jìn）气岐管、排气岐管的壳芯（xīn）砂芯，液压阀的流道砂芯，汽车涡轮增（zēng）压器气道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中还（hái）常遇到一些问题，这里仅就工作中的体会略谈一二。

1、覆膜砂的强度和发（fā）气（qì）量的确定方法

在原（yuán）砂质（zhì）量和树脂质量一定的（de）前提下，影响覆膜砂强度的关键因素（sù）主要取于酚醛树脂的（de）加入量（liàng）。酚醛树脂加入量多，则强（qiáng）度就（jiù）提（tí）高，但（dàn）发气量也增加（jiā），溃散性就降低。因此在（zài）生产应用中一（yī）定（dìng）要控制覆膜（mó）砂的（de）强度来减少发气量，提高溃（kuì）散性，在（zài）强度标准的制订时定要找到（dào）一个（gè）平衡点。这个平衡点就是（shì）保证（zhèng）砂芯的表面质量及在浇注时不产生变形、不产生断芯前提下的强度。这样才能（néng）保（bǎo）证（zhèng）铸件的（de）表面质（zhì）量和尺寸精度，又（yòu）可以减（jiǎn）少发气量，减少铸造件气孔（kǒng）缺陷，提高（gāo）砂芯（xīn）的出砂（shā）性（xìng）能。对砂（shā）芯存放，搬运过程（chéng）中可以采用工（gōng）位（wèi）器具、砂芯小车，并在其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样（yàng）可以减（jiǎn）少砂芯的损耗（hào）率。

2、覆膜砂砂芯的存（cún）放期

任何砂芯都会吸湿，特（tè）别是南方地区空（kōng）气（qì）相对（duì）湿度大，必须对砂芯存放期在工艺文件上（shàng）加以规定（dìng），利（lì）用精益（yì）生产先（xiān）进先出的生产方式减少砂芯的存（cún）放量和（hé）存（cún）放周期。各企业应结合自己的厂房条件和当地的气候条件来确定砂（shā）芯的存放周期。

3、控制好覆膜砂的供货（huò）质量

覆（fù）膜砂进（jìn）厂时必须（xū）附有供应商的质（zhì）量保证资料，并且企业根据抽样标准进（jìn）行检查，检查合格后方可入库。企业取样（yàng）检测不合格时由质保和（hé）技术部门（mén）做出处理（lǐ）结果，是让步接受或向供应商退货。

4、合（hé）格（gé）的覆膜砂在制芯时发现砂芯（xīn）断裂变（biàn）形

制芯时砂芯的断裂（liè）变形通常会认为覆（fù）膜砂强（qiáng）度低（dī）造成（chéng）的。实（shí）际上砂芯断（duàn）裂和变形会涉及到许多生产过程。出现不正常情况，必须要查到真正的原因才能彻（chè）底解决。具体（tǐ）原因如下：

（１）制芯（xīn）时（shí）模具的温度（dù）和留模时间，关系到砂芯（xīn）结（jié）壳（ké）硬（yìng）化厚度是否满足工艺要求。工艺上所规定的工艺（yì）参数都需要（yào）有一（yī）个范围（wéi），这个范围（wéi）需靠操作（zuò）人员的技能来进行调整。在模具温度上限时留（liú）模时间可（kě）以取下限，模具温（wēn）度在下（xià）限时留模时间取上限。对（duì）操作人员需要不断地培（péi）训提高操作技能。

（２）制芯时（shí）在模具上（shàng）会（huì）粘有酚醛树脂和砂粒，必须进行及时（shí）清（qīng）理并喷（pēn）上脱模剂，否则会越积越多开模时会把砂芯拉断或变形。

（３）热（rè）芯盒模具静模上（shàng）的弹簧顶杆，由于长期在高温状态下工作（zuò）会产生（shēng）弹性（xìng）失（shī）效而造成砂芯断（duàn）裂（liè）或变形。必须及时更换（huàn）弹簧（huáng）。

（４）动模和静模不平行或不在同一中心线上（shàng），合模时在油（yóu）缸或气（qì）缸的压力（lì）作（zuò）用下（xià），定位销前端（duān）有一（yī）段（duàn）斜度，模具（jù）还是会合（hé）紧（jǐn），但在开模时动（dòng）模和静模仍会恢复到原始状态使（shǐ）砂芯（xīn）断裂（liè）或变形（xíng）。在这种情（qíng）况（kuàng）下射砂时（shí）会跑砂（shā），砂芯（xīn）的尺寸会（huì）变大。解决对（duì）策（cè）是及（jí）时调整模具的平行度和同轴（zhóu）度。

（５）在壳芯（xīn）机上生产（chǎn）空（kōng）心砂芯（xīn）时（shí），从砂芯中倒出尚未硬（yìng）化的覆膜砂需要重新使用时，必须进行过筛并（bìng）未用过的覆膜砂按３：７比（bǐ）例混合后使用，这样（yàng）才能保（bǎo）证壳芯砂芯（xīn）的表面质量和砂芯（xīn）强度。