覆膜砂（shā）铸造在铸造领域已有相当（dāng）长的（de）历史，铸件的产量也相当大；但采用覆膜砂（shā）铸（zhù）造（zào）生产精（jīng）密铸钢件（jiàn）时面临很多难题：粘（zhān）砂（结疤）、冷（lěng）隔、气孔。如何解决这些问题（tí）有待于我（wǒ）们去（qù）进一步探讨。

一、对覆膜砂的认识（shí）与了解（覆膜砂属（shǔ）于有机粘（zhān）结剂型、芯砂）

（1）覆膜砂的特点（diǎn）：具（jù）有适宜的强度性能（néng）；流动性好，制出的砂型、砂芯轮（lún）廓清晰，组织致密，能够制造出复杂（zá）的砂芯；砂（shā）型（xíng）（芯）表面质量好（hǎo），表（biǎo）面粗糙度可达（dá）Ra=6.3～12.5μm，尺寸（cùn）精度（dù）可达CT7～CT9级；溃散性（xìng）好，铸件容易清理（lǐ）。

（2）适用范（fàn）围：覆（fù）膜砂既可制作铸（zhù）型（xíng）又（yòu）可制（zhì）作砂芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合使（shǐ）用又（yòu）可与其它砂型（芯）配合使（shǐ）用；不（bú）仅（jǐn）可以（yǐ）用（yòng）于（yú）金属型重力铸造或低压铸造，也可以用于铁型覆砂铸造，还可以用于热（rè）法离（lí）心铸造；不仅可以用于铸铁、非铁合金铸件的生（shēng）产，还可以用于铸（zhù）钢件的生产。

二、覆膜砂的（de）制备

1．覆膜（mó）砂组成

一（yī）般由耐（nài）火材（cái）料、粘结剂、固化剂、润滑剂及特殊添（tiān）加（jiā）剂（jì）组成。

（1）耐火材料是构成覆（fù）膜砂的主体。对耐（nài）火材（cái）料的要求是：耐火度高（gāo）、挥（huī）发（fā）物少、颗粒较圆整、坚实等。一般（bān）选用天然擦洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（gāo）（铸（zhù）铁及非铁合金铸件要（yào）求大于90%，铸（zhù）钢（gāng）件要求大于97%）；含泥量不大于0.3%（为擦（cā）洗砂）--[水洗（xǐ）砂（shā）含泥（ní）量规定（dìng）小于；粒（lì）度（dù）①分（fèn）布在相邻3～5个筛号上（shàng）；粒形圆整，角形因素应（yīng）不大于1.3；酸耗值不小（xiǎo）于5ml。

（2）粘结剂（jì）普遍采（cǎi）用酚醛树脂。

（3）固（gù）化剂通（tōng）常采（cǎi）用乌洛（luò）托品；润滑剂一般采用（yòng）硬脂（zhī）酸（suān）钙（gài），其作用是防止覆膜（mó）砂结块，增加流（liú）动性。添加剂的主要（yào）作用是改善覆膜砂的性能。

（4）覆膜砂的基（jī）本（běn）配比 成分（fèn） 配比（质量分数，%）说（shuō）明（míng）：原砂 100 擦（cā）洗砂， 酚醛树（shù）脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托品（水溶液（yè）2）10～15 占（zhàn）树脂重，硬脂（zhī）酸（suān）钙 5～7 占（zhàn）树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂（shā）重。1：2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙（gài） 5～7 占树脂重（chóng），添加剂 0.1～0.5 占原砂重。

２．覆膜砂的生产工艺　

覆膜砂的制备工艺（yì）主（zhǔ）要（yào）有冷（lěng）法覆膜、温法覆膜、热法覆（fù）膜（mó）三种，目前覆膜砂的生产几乎都是采用热（rè）覆膜法（fǎ）。热（rè）法覆膜（mó）工（gōng）艺是（shì）先（xiān）将原（yuán）砂加热到一定（dìng）温度，然后分（fèn）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）筛分而成。由于配（pèi）方的差异（yì），混制工艺（yì）有所不同。目前国内覆膜砂生产线（xiàn）的种类很多，手工加（jiā）料的半自动生产线约有2000~2300条，电脑控制的（de）全（quán）自动生产线也已经（jīng）有将近50条，有效提高（gāo）了（le）生产效（xiào）率和产品（pǐn）稳（wěn）定性。例如xx铸（zhù）造有（yǒu）限公（gōng）司的自动（dòng）化可视生产线，其（qí）加料时间控制精（jīng）确到0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并且可以通过视频时时观察混（hún）砂状态，生（shēng）产效率达到6吨/小时。

３．覆膜砂的主要产品类型（xíng）　

（1）  普通类覆膜砂 　

普通（tōng）覆膜砂即传统覆膜砂，其组成通常由石（shí）英砂，热塑性（xìng）酚醛树（shù）脂，乌洛托品和硬脂（zhī）酸（suān）钙构（gòu）成，不加有关添加剂，其（qí）树（shù）脂加（jiā）入量通常在一定（dìng）强（qiáng）度（dù）要求下相对较高，不具（jù）备（bèi）耐高温，低膨胀（zhàng）、低发气等特性，适（shì）用于要求不高的铸件生产

（2）  高强（qiáng）度低发气类（lèi）覆膜砂  　

特点：高强度、低膨胀、低发气、慢发气、抗氧化  简介:高强度低发气覆（fù）膜砂是（shì）普通覆膜砂的（de）更新换代产品（pǐn），通过（guò）加入有关（guān）特性的“添加剂”和采用新（xīn）的配（pèi）制工艺，使树脂（zhī）用量（liàng）大幅度下降，其强度比普通覆膜砂高30%以上（shàng），发气量显（xiǎn）著降低，并能延缓发气速度，能更好地适应铸件生产的（de）需（xū）要。该（gāi）类（lèi）覆膜砂主要（yào）适用于铸铁件（jiàn）中（zhōng），中（zhōng）小铸钢（gāng）、合金铸钢件的生产（chǎn）。目（mù）前该（gāi）类覆（fù）膜砂有三个系列：GD-1高强（qiáng）度低发气（qì）覆膜砂；GD-2高强度低膨胀低发（fā）气（qì）覆膜砂；GD-3高强度低（dī）膨胀低发气抗氧（yǎng）化（huà）覆（fù）膜。

（3）  耐（nài）高温(类)覆膜砂(ND型) 

特点：耐高温、高（gāo）强（qiáng）度、低（dī）膨胀、低发气、慢发气、易溃散、抗氧化 简（jiǎn）介:耐高温覆膜砂是（shì）通过（guò）特殊工艺配方（fāng）技术生产出的具有优异高温性能(高（gāo）温下强（qiáng）度高、耐热（rè）时（shí）间长、热膨胀量小、发气量（liàng）低)和综（zōng）合（hé）铸造性能的新型覆膜砂。该类覆膜砂特（tè）别适用于（yú）复杂薄壁精密的铸（zhù）铁件（jiàn）(如（rú）汽车发动机缸体（tǐ）、缸盖等)以及高要（yào）求的铸钢件(如集装箱角和火车刹车（chē）缓；中（zhōng）器（qì）壳（ké）件等)的生产，可（kě）有效消除粘（zhān）砂（shā）、变形、热裂和（hé）气孔（kǒng）等铸造缺陷。目前该（gāi）覆（fù）膜砂有四（sì）个系列（liè）：VND-1耐高温（wēn）覆膜砂. ND-2耐高温低（dī）膨胀低发气覆膜砂（shā） ND-3耐高温（wēn）低膨胀低发气抗氧化覆膜砂 ND-4耐（nài）高（gāo）温高强底低膨（péng）胀低发气覆（fù）膜

（4）  易溃（kuì）散类覆膜砂　

具有较好的强度（dù），同时具有（yǒu）优异的低温溃散（sàn）性（xìng）能，适用于（yú）生产有色金属铸件。

（5）  其它特殊要求（qiú）覆膜砂（shā）　

为适应不同（tóng）产品的需要，开发出了系列特种覆膜砂如：离（lí）心铸造用覆膜（mó）砂（shā）、激冷覆膜砂、湿态覆膜砂、防（fáng）粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜（mó）砂等。　

三、覆膜砂制芯（xīn）主要工艺过程

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、流动性好的覆膜（mó）砂可选（xuǎn）用较（jiào）低的射砂压力，细（xì）薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度低时可适当延长固化（huà）时间（jiān）等（děng）。覆膜（mó）砂所使用的树脂是酚醛类树脂。制（zhì）芯（xīn）工艺的优点：具有适宜的强（qiáng）度性（xìng）能；流动性好；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯（xīn）抗吸湿性强；溃（kuì）散性好，铸件容易（yì）清（qīng）理。

1、铸型（模具（jù））温度

铸型温度（dù）是影响壳层厚度及（jí）强度的主要（yào）因素之（zhī）一,一般控制（zhì）在220～260℃,并根据下列原则选定:

    （1）保证覆膜砂上的树脂软化及固化所需的（de）足够热量；

     （2）保（bǎo）证形成需要的壳厚（hòu）且壳型（芯）表面不（bú）焦化；

      （3）尽量（liàng）缩（suō）短结壳及硬化时间，以提（tí）高生产率。

2、射（shè）砂压力及（jí）时间

射砂时间一般控制在3～10s，时间（jiān）过（guò）短则砂型（芯）不（bú）能成型。射砂压（yā）力一般为0.6MPa左右；压力过低时，易（yì）造成射不足或疏松现象。3、硬化时间：硬化（huà）时间的长（zhǎng）短（duǎn）主要取决（jué）于砂型（芯）的厚度与铸型的温度，一般（bān）在60～120s左（zuǒ）右。时间过短，壳层未完全固化则（zé）强度低（dī）；时间过长，砂型（芯）表面（miàn）层易烧焦影（yǐng）响铸（zhù）件质量。覆膜砂造型（芯（xīn））工艺参数实例：序号图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射（shè）砂时间（s）硬化时（shí）间（jiān）（s） 1 （导向套）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（fù）膜砂应用中存在（zài）的问题（tí）及解决（jué）对策

制芯（xīn）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，覆膜砂（shā）制芯属于热固性方（fāng）法（fǎ）类。任何一种（zhǒng）制芯方法都有其自身的优点和缺点，这主要取决于产品的质量要求、复杂（zá）程度、生产批量、生产（chǎn）成本、产（chǎn）品价格等综合因素来（lái）决定采用何种制芯方法。对（duì）铸件内腔表（biǎo）面（miàn）质量（liàng）要求高（gāo），尺寸精（jīng）度要求高、形状复杂的（de）砂（shā）芯（xīn）采用覆膜（mó）砂制芯是非（fēi）常有效的。例如（rú）：轿车发动机气缸盖的（de）进排气道（dào）砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的（de）水道砂芯、油道砂芯，进气（qì）岐管、排气（qì）岐管（guǎn）的（de）壳（ké）芯砂（shā）芯，液压阀的流道砂芯，汽（qì）车涡轮（lún）增压（yā）器（qì）气（qì）道砂芯等等（děng）。但是在覆膜砂使用中还常遇到一（yī）些问题，这里仅就工作中的体会略谈一二。

1、覆膜砂的强度和发气量的确（què）定方法

在原砂质（zhì）量（liàng）和树（shù）脂质量一定（dìng）的前提下，影响覆膜砂强（qiáng）度的关键因（yīn）素主要取（qǔ）于酚醛树（shù）脂的加入量。酚醛树脂加入量多，则强度就提高，但发气量也增加，溃（kuì）散性就（jiù）降低。因（yīn）此在（zài）生产应用中一定要（yào）控制覆膜砂的强度（dù）来减少发气量，提（tí）高溃散性，在强度标准的制订时定要找到一个平衡点。这个（gè）平衡点就是（shì）保证（zhèng）砂芯（xīn）的（de）表面（miàn）质量及在浇注时不产（chǎn）生变形、不产生断芯（xīn）前提下的（de）强（qiáng）度。这样才能保证铸件（jiàn）的表（biǎo）面（miàn）质量（liàng）和尺寸精度，又可以减少发气量，减少铸造（zào）件（jiàn）气孔缺陷，提高砂芯的出（chū）砂性（xìng）能。对砂芯存放，搬运过（guò）程中可以采用工位器（qì）具、砂芯小车，并在其上面（miàn）铺（pù）有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵（mián），这样可（kě）以减（jiǎn）少砂芯（xīn）的损耗率。

2、覆膜砂砂（shā）芯的存放（fàng）期

任（rèn）何砂（shā）芯都会吸湿，特别是南方地区空气相对湿度大，必须对砂芯（xīn）存放期在工（gōng）艺文件上加以规定，利用精益（yì）生产先进先出的（de）生产方（fāng）式减少砂芯的存放量（liàng）和存放周期。各企业应结合自己的厂房条（tiáo）件和当地的（de）气候条（tiáo）件来确定砂芯（xīn）的存放周期。

3、控制好覆膜砂的供货质量

覆膜砂进厂时必须附有（yǒu）供应商的质量保证资料，并且（qiě）企业根据抽样（yàng）标准（zhǔn）进行（háng）检查（chá），检查合格后方可入库。企业（yè）取样检测不合格时由质保和（hé）技术部（bù）门做出（chū）处理结果（guǒ），是让步接受或向供应商（shāng）退（tuì）货。

4、合格的（de）覆膜（mó）砂在（zài）制芯（xīn）时（shí）发现砂芯断裂变形

制芯时砂芯的断裂变形通常会（huì）认（rèn）为覆膜砂强度低（dī）造成的。实际上砂芯（xīn）断裂和变形会涉及到许多（duō）生（shēng）产（chǎn）过程。出（chū）现不（bú）正常情况，必须要查到真正的原因才能彻底解决。具体原因如下：

（１）制芯时模具的温度和留模时间，关系到砂芯结（jié）壳硬化厚度是否满足工艺要求。工艺上所规定的工艺参数都需要有一个范围，这个范围需靠（kào）操作人员的技能来进（jìn）行调整。在模具（jù）温度（dù）上限时留模时间可以取下限，模具温（wēn）度（dù）在下（xià）限时留模时间取上限。对操作人员需要不断地培训提高操作技能。

（２）制芯（xīn）时（shí）在模具上会（huì）粘有酚醛树脂和砂（shā）粒，必须进行及时清理并喷上脱模剂（jì），否则会越积越多开模时会把砂芯拉断或变形。

（３）热芯盒模具静模上（shàng）的（de）弹簧顶（dǐng）杆，由于长期在高温（wēn）状态（tài）下（xià）工作会产生弹性失效而造成砂芯断裂或变形。必须及时更（gèng）换弹簧。

（４）动模和静模不平行或不在同一中心线（xiàn）上，合（hé）模时在（zài）油缸或（huò）气（qì）缸的压力作用下（xià），定位销前端有（yǒu）一段斜度（dù），模具还是会合紧，但在开模时动模和静模仍会恢复到原（yuán）始（shǐ）状（zhuàng）态（tài）使砂芯断裂或变形。在（zài）这种情况下射砂时（shí）会跑砂（shā），砂芯的（de）尺寸会（huì）变大。解决对（duì）策是及（jí）时（shí）调整模（mó）具的平（píng）行（háng）度和同轴度。

（５）在（zài）壳芯机上（shàng）生产空心砂芯时，从砂芯中倒（dǎo）出尚未硬（yìng）化（huà）的覆膜砂需要重新使用时，必须（xū）进行过筛并未（wèi）用过的覆膜（mó）砂按３：７比例混合后使（shǐ）用，这样（yàng）才能（néng）保证壳芯砂芯（xīn）的表面质量和砂（shā）芯强度。