覆膜砂铸造在铸造领域（yù）已有相（xiàng）当长的历史，铸件的产量也相当大；但采（cǎi）用覆膜砂铸造生产精密铸钢件时面临很多难题（tí）：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如（rú）何解（jiě）决这些问题有待于我们去进一步探讨。

一、对覆膜砂的认识与了解（覆膜砂属于有机粘结（jié）剂型、芯（xīn）砂）

（1）覆膜砂的（de）特点：具有适宜的强度性能（néng）；流动（dòng）性好，制出的砂型、砂芯（xīn）轮廓清晰，组织致密，能够制造出复（fù）杂（zá）的（de）砂芯；砂型（芯）表面质（zhì）量好，表面（miàn）粗（cū）糙度（dù）可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达CT7～CT9级；溃散性好（hǎo），铸件（jiàn）容易（yì）清（qīng）理。

（2）适（shì）用范围：覆膜砂既可制作铸型又可制作砂芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合使用又（yòu）可（kě）与其它砂（shā）型（芯）配合使用；不（bú）仅可以（yǐ）用于金属型重力铸（zhù）造或低压铸造，也（yě）可以（yǐ）用于铁型（xíng）覆砂铸造（zào），还可以用于热法离心铸造；不仅可以用于铸铁、非铁合金铸件的生产，还可以用于铸钢件的生（shēng）产。

二、覆膜砂的制备

1．覆膜砂组（zǔ）成

一般由耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂及特殊添加剂组成。

（1）耐火材料是构成覆膜砂的主体。对耐火（huǒ）材料的要（yào）求是：耐火度高、挥（huī）发物少（shǎo）、颗（kē）粒较（jiào）圆整、坚实（shí）等。一（yī）般选用天然擦洗硅砂。对硅砂的要求（qiú）是：SiO2含量高（铸铁及非铁合金铸件要（yào）求大于（yú）90%，铸钢件要求大（dà）于97%）；含泥（ní）量不大于0.3%（为擦洗砂）--[水洗砂（shā）含泥（ní）量规定小于；粒（lì）度①分布（bù）在相（xiàng）邻3～5个筛号上（shàng）；粒形（xíng）圆整（zhěng），角形因素（sù）应不大于1.3；酸耗（hào）值（zhí）不（bú）小（xiǎo）于5ml。

（2）粘结剂普（pǔ）遍采用酚（fēn）醛树脂。

（3）固化剂通常采用（yòng）乌洛托品；润滑（huá）剂一般采用（yòng）硬脂酸钙，其作用是防止覆膜砂结块，增加流（liú）动性。添加（jiā）剂的主要作用（yòng）是改善覆膜砂的性能。

（4）覆膜砂的基本配比（bǐ） 成分 配比（bǐ）（质量分（fèn）数，%） 说明：原砂 100 擦洗砂， 酚醛树脂 1.0～3.0 占原（yuán）砂重（chóng） ，乌洛托品（水溶液2） 10～15 占树（shù）脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占树脂重，硬（yìng）脂酸（suān）钙 5～7 占（zhàn）树（shù）脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重 。

２．覆膜砂的生产工艺 　

覆膜（mó）砂的（de）制备工艺主要有冷（lěng）法（fǎ）覆膜、温法（fǎ）覆膜、热法覆膜三种，目（mù）前覆（fù）膜砂的生产几乎都是采用（yòng）热覆膜法（fǎ）。热（rè）法（fǎ）覆膜工艺是先将原砂（shā）加热到一（yī）定温度，然后分别（bié）与（yǔ）树脂、乌洛托品水（shuǐ）溶液（yè）和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和筛分而成。由（yóu）于配方的差异，混制工艺（yì）有所不同。目（mù）前国内覆（fù）膜砂生（shēng）产线的种类很多，手工加料的半自动生产线约有2000~2300条（tiáo），电脑控制的全自动（dòng）生产线（xiàn）也（yě）已经有将近（jìn）50条，有效提高了生产效率和产品稳定性。例如xx铸造有限公司的自动化可（kě）视生产（chǎn）线，其（qí）加料时间控制（zhì）精确到0.1秒，加热（rè）温度控制精确到1/10℃，并且可（kě）以通（tōng）过视频（pín）时时观察（chá）混砂状态（tài），生（shēng）产效率达（dá）到6吨/小时。

３．覆膜砂的主要产（chǎn）品类型　

（1）普（pǔ）通（tōng）类覆膜（mó）砂 　普通覆膜砂即传（chuán）统覆膜砂，其组成（chéng）通常由石英砂，热塑性酚（fēn）醛树（shù）脂，乌（wū）洛托品和硬脂酸钙构成（chéng），不加有关添加剂，其树脂（zhī）加入量通常在一定强（qiáng）度要（yào）求下相对（duì）较高，不（bú）具备耐高温，低膨胀（zhàng）、低发气等特性，适（shì）用（yòng）于要求（qiú）不高的（de）铸件（jiàn）生产。

（2）高强度低发气类覆（fù）膜（mó）砂 　特点：高强度、低（dī）膨胀、低（dī）发气、慢发气、抗氧化 简介（jiè）:高强度低发（fā）气覆（fù）膜砂是普通（tōng）覆膜砂的更新换（huàn）代产品，通过加入有关特性的“添（tiān）加剂”和（hé）采（cǎi）用新的配制工艺，使树脂用量大幅度（dù）下降，其强度比普通覆（fù）膜砂高30%以（yǐ）上，发气量显著降（jiàng）低，并能延缓发气速（sù）度，能更好地适应铸件生产的需要。该类覆膜砂主（zhǔ）要适用于铸铁件（jiàn）中，中小铸（zhù）钢（gāng）、合（hé）金铸钢件（jiàn）的（de）生（shēng）产。目前该类覆膜砂有三个系列（liè）：GD-1高强度（dù）低（dī）发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀（zhàng）低发气覆（fù）膜砂；GD-3高强度低膨胀低发（fā）气抗（kàng）氧化（huà）覆膜。

（3）耐高温(类)覆膜砂（shā）(ND型) 　特点：耐高（gāo）温、高（gāo）强度、低膨胀、低发气、慢发（fā）气（qì）、易溃散（sàn）、抗氧化 简介:耐高温（wēn）覆膜砂是通过特（tè）殊工艺配（pèi）方技术生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（xiǎo）、发气量低)和综合铸（zhù）造性能的新（xīn）型覆膜（mó）砂。该类覆膜砂特（tè）别适用于复（fù）杂薄壁精密的铸（zhù）铁件(如（rú）汽车发动机缸体、缸盖等)以（yǐ）及高（gāo）要求的铸钢件(如集装箱角和（hé）火车（chē）刹车缓；中器壳件等)的生产，可有效（xiào）消除粘砂、变形、热裂和气孔（kǒng）等铸造（zào）缺陷。目前（qián）该（gāi）覆膜砂有四个系列：VND-1耐高（gāo）温覆膜砂. ND-2耐高温低膨胀低发气覆膜砂 ND-3耐高温低（dī）膨胀低发气抗氧化覆膜砂 ND-4耐高温高强底低膨胀低发气覆膜

（4）易溃散（sàn）类覆（fù）膜（mó）砂　具有较好的强（qiáng）度（dù），同时具（jù）有优异的低温溃散性能，适用（yòng）于生产（chǎn）有（yǒu）色金（jīn）属（shǔ）铸件。

（5）其它特殊要求覆（fù）膜砂　为适应不同产（chǎn）品的（de）需要，开发（fā）出了系列特种覆膜砂如：离心铸造用（yòng）覆膜砂、激（jī）冷覆膜砂（shā）、湿态（tài）覆膜砂、防粘砂、防（fáng）脉纹、防（fáng）橘皮覆膜砂等。　

三（sān）、覆膜砂制芯主要工艺过程

加热温度（dù）200-300℃、固化（huà）时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的（de）砂芯、流（liú）动性（xìng）好的覆膜砂可选（xuǎn）用较低的（de）射（shè）砂压力，细薄（báo）砂芯选择较低的加热温（wēn）度，加热温（wēn）度低（dī）时可适当延长固化时间等。覆膜砂所使用的（de）树脂（zhī）是酚醛类树脂。制芯工艺（yì）的优点：具有适宜（yí）的强度性能（néng）；流动性（xìng）好；砂（shā）芯表面质量好（hǎo）（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯（xīn）抗吸湿性强；溃散性好，铸件容（róng）易（yì）清理。

1、铸型（模具（jù））温度

铸（zhù）型温度（dù）是影响（xiǎng）壳层（céng）厚度及强度的主要因素之一,一般控制在220～260℃,并根（gēn）据下列原则（zé）选定:

（1）保证覆膜砂上的树脂软（ruǎn）化及固化所需的足够热量；

（2）保证（zhèng）形成需要的（de）壳厚且壳型（芯）表面（miàn）不焦化；

（3）尽量缩短结壳及硬化时间，以提高生产率。

 2、射（shè）砂压力及（jí）时间

射砂时间（jiān）一般（bān）控制在3～10s，时间过短则砂型（芯（xīn））不能成型。射砂压力一般为0.6MPa左右；压（yā）力过（guò）低时，易造成射不足或疏松（sōng）现象。3、硬化时间：硬化时间（jiān）的长短主要取决于砂型（芯）的厚度与铸型的温度，一般在（zài）60～120s左右（yòu）。时间过短，壳层未完（wán）全固化则强度低；时间过长，砂型（芯）表（biǎo）面层（céng）易烧（shāo）焦影响（xiǎng）铸（zhù）件质量（liàng）。覆（fù）膜（mó）砂造型（芯（xīn））工艺（yì）参（cān）数实例：序号 图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时（shí）间（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）DN05-01 10～12 3.75～3.8 240～260 3～5 80～100

四（sì）、覆膜砂应用中存在的（de）问题及解决对策

制芯的（de）方法种类很多，总（zǒng）的可以划分为热固性方法和（hé）冷固性方（fāng）法两（liǎng）大类，覆膜砂制芯属于热固性方法类。任何一种制芯方法都有其自身的优点和缺点（diǎn），这主要取决于产品的质量要求、复（fù）杂程度、生产批量、生（shēng）产（chǎn）成本、产品价格（gé）等（děng）综合因素来决（jué）定采用何种制芯方法。对铸（zhù）件（jiàn）内腔（qiāng）表面质量要求（qiú）高（gāo），尺（chǐ）寸精（jīng）度要（yào）求高（gāo）、形（xíng）状复杂的（de）砂芯采用覆（fù）膜（mó）砂制芯是非（fēi）常（cháng）有效的。例如：轿车（chē）发动机气缸盖（gài）的进排气道（dào）砂芯（xīn）、水（shuǐ）道砂芯、油道砂芯，气缸（gāng）体的（de）水道砂芯、油道砂芯，进（jìn）气岐管、排（pái）气岐管的（de）壳芯砂（shā）芯（xīn），液压阀的流（liú）道砂芯，汽车（chē）涡轮增压（yā）器气道砂芯等等。但是在覆膜砂（shā）使用中还常遇到一些问题，这里仅就工作（zuò）中的体会略谈一（yī）二。

1、覆膜砂的强度和（hé）发（fā）气量的确定方法

在原砂质量和树脂质量一定（dìng）的前提下，影响覆（fù）膜砂强度（dù）的关键因素主要取于酚醛树脂（zhī）的加（jiā）入量（liàng）。酚醛树脂加入量多（duō），则强度就提高，但发（fā）气量也增加，溃（kuì）散性就降低。因此在生产应用中（zhōng）一（yī）定要控制覆（fù）膜砂的强（qiáng）度来减少发气量，提高溃散（sàn）性，在强度标准的制订时定要（yào）找到一个平衡（héng）点。这个平衡点就是保证砂芯的表面质量及在浇（jiāo）注时不产生变形、不产生（shēng）断芯前（qián）提下的强度。这样才能保证铸件的表面质量和尺寸精度，又可以减（jiǎn）少发气量（liàng），减少（shǎo）铸造件气孔缺（quē）陷，提高砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬运过（guò）程（chéng）中可以采用工位器（qì）具、砂（shā）芯小车（chē），并在其（qí）上面铺（pù）有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样可以（yǐ）减少砂芯（xīn）的损耗率。

2、覆膜砂砂（shā）芯的存放期

任何砂芯都（dōu）会（huì）吸湿，特别（bié）是（shì）南（nán）方地区空气相（xiàng）对（duì）湿（shī）度大（dà），必须对砂芯存放期在（zài）工（gōng）艺（yì）文件（jiàn）上（shàng）加以规（guī）定，利用精益（yì）生（shēng）产先进先出的生产方（fāng）式减少砂芯的存放量和存（cún）放周期。各企业应结合自己的厂房条（tiáo）件和（hé）当（dāng）地的（de）气候条件来确定砂芯（xīn）的存放周期。

3、控制好覆膜砂的供货质（zhì）量

覆膜砂进厂时必（bì）须附有供应（yīng）商的质量保证资料，并且企业根据抽样（yàng）标准进行（háng）检查，检查合（hé）格后方（fāng）可（kě）入（rù）库。企业取（qǔ）样检测不（bú）合格（gé）时由质保和技术部门做（zuò）出处理结果，是让步（bù）接（jiē）受或（huò）向供应商（shāng）退货。

4、合格的覆（fù）膜砂在制芯时（shí）发（fā）现（xiàn）砂芯（xīn）断裂变形

制（zhì）芯时砂芯的断裂变形通常会认为覆膜砂强度低造成的。实际（jì）上砂芯断裂和变形会涉及到许（xǔ）多生产过（guò）程。出（chū）现不正（zhèng）常情况，必须要查到真正（zhèng）的原因（yīn）才（cái）能彻底解（jiě）决。具体原因（yīn）如下：

（１）制芯时模具（jù）的温（wēn）度和留模（mó）时间，关系（xì）到砂芯结壳硬化厚度是（shì）否满（mǎn）足工艺要求。工艺上所规定的工（gōng）艺参数都需（xū）要有一个范（fàn）围，这个范围需靠操作人员的技能来进行调整。在模具温度（dù）上限时留模时间可以取下限（xiàn），模具温度在下限时留模时间（jiān）取上限（xiàn）。对操作人员（yuán）需要（yào）不断地培训提（tí）高操作技能。

（２）制芯（xīn）时（shí）在（zài）模具上会粘（zhān）有酚醛树脂和砂粒，必须进行（háng）及时清理并喷上脱模剂，否则会越积越多开模时会把砂芯拉断或变形。

（３）热芯盒（hé）模具静模上（shàng）的弹簧顶杆，由于长期在（zài）高温状态下工作会（huì）产生弹（dàn）性失效而造成（chéng）砂芯断裂或变形。必须及时（shí）更换弹簧。

（４）动模和静模不平行或不在同（tóng）一中心线上，合模时在油（yóu）缸（gāng）或气缸的压力（lì）作用下，定位销前端（duān）有一段斜度，模具还是会合紧，但在（zài）开模时动模和（hé）静模仍会恢复到（dào）原始状态使砂芯（xīn）断裂或（huò）变形。在这（zhè）种情况下射（shè）砂时会跑砂，砂芯的尺寸会变大（dà）。解决对（duì）策是及（jí）时调整（zhěng）模具（jù）的平行度和同轴度。

（５）在壳芯机上生（shēng）产空心砂（shā）芯时，从砂芯中（zhōng）倒出尚（shàng）未硬（yìng）化的覆膜砂需要重新（xīn）使（shǐ）用时，必须进行（háng）过筛并未用过的覆膜砂（shā）按（àn）３：７比例混合（hé）后使用，这样才（cái）能保证壳芯砂芯的表面质（zhì）量和砂芯强度。