覆膜砂（shā）铸造在铸造领域已有相当长（zhǎng）的（de）历史（shǐ），铸件的产（chǎn）量（liàng）也相当大；但采（cǎi）用覆膜砂铸（zhù）造生产精（jīng）密铸钢件时面临很多（duō）难（nán）题：粘砂（结疤（bā））、冷隔、气孔。如何解决这（zhè）些问（wèn）题有待于我们（men）去（qù）进一步探讨。

一、对覆膜（mó）砂的认（rèn）识与了解（覆膜砂属于有机粘（zhān）结剂型、芯砂）

（1）覆膜砂的特点：具有适宜（yí）的（de）强度（dù）性能；流（liú）动性好，制出的砂型、砂芯轮廓清晰，组（zǔ）织致密，能够制（zhì）造出复杂的砂芯；砂型（芯）表面质（zhì）量好，表面（miàn）粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸（cùn）精度可达CT7～CT9级；溃散性好，铸件容易清（qīng）理。

（2）适（shì）用范围：覆膜砂既可（kě）制作铸（zhù）型又可制作砂芯，覆（fù）膜砂的型或芯既可互相（xiàng）配（pèi）合使用又（yòu）可与其它砂型（芯）配合（hé）使（shǐ）用；不仅可以（yǐ）用于金属型重力铸造或低压（yā）铸造，也可以用于铁型覆砂铸造，还可以（yǐ）用于热法（fǎ）离心（xīn）铸造；不仅可以用（yòng）于铸铁、非（fēi）铁合金铸件的生产，还可以（yǐ）用于铸钢件的生产。

二（èr）、覆膜砂的（de）制备

1．覆膜砂组（zǔ）成（chéng）

一般由耐火材（cái）料、粘结剂、固化剂、润（rùn）滑剂及特殊添（tiān）加剂组成。

（1）耐火材料是构成覆（fù）膜砂的主（zhǔ）体。对耐火材料的要求是：耐火度（dù）高、挥发（fā）物（wù）少、颗粒较（jiào）圆整（zhěng）、坚（jiān）实等（děng）。一（yī）般（bān）选用天然（rán）擦洗硅砂。对硅砂的要求（qiú）是：SiO2含（hán）量（liàng）高（铸铁及非铁合金（jīn）铸件要（yào）求大于90%，铸钢件要求大于97%）；含泥量不大于0.3%（为擦洗砂）--[水洗砂含泥量规定小于；粒（lì）度①分布在相邻3～5个（gè）筛号上；粒形圆整（zhěng），角形因素应（yīng）不大于1.3；酸耗（hào）值不小于5ml。

（2）粘结剂（jì）普遍采（cǎi）用酚醛树脂。

（3）固化（huà）剂（jì）通（tōng）常采（cǎi）用乌（wū）洛托品（pǐn）；润（rùn）滑剂一般（bān）采（cǎi）用硬脂酸钙，其作用是防止覆膜砂结（jié）块，增（zēng）加流动性。添加剂的主要作用是改善覆（fù）膜砂（shā）的性能。

（4）覆膜砂的基（jī）本配（pèi）比 成分（fèn） 配比（质量分数，%） 说（shuō）明（míng）：原砂（shā） 100 擦洗砂， 酚醛树脂（zhī） 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托品（水溶液2） 10～15 占（zhàn）树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂（zhī）重，添加剂 0.1～0.5 占原（yuán）砂（shā）重 。1：2） 10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占（zhàn）树脂重（chóng），添加剂 0.1～0.5 占原砂重 。

２．覆膜砂（shā）的生产工（gōng）艺 　

覆膜砂的制备（bèi）工艺（yì）主要（yào）有冷（lěng）法覆（fù）膜、温法覆膜、热法（fǎ）覆膜三种，目前覆膜砂的（de）生（shēng）产几乎都是采（cǎi）用（yòng）热覆膜法。热（rè）法覆膜工艺是先将原（yuán）砂加热到一定（dìng）温度，然后分别与树脂、乌洛托品水（shuǐ）溶液和硬脂酸钙混合（hé）搅拌，经冷却破碎和筛（shāi）分而成（chéng）。由于配方的差（chà）异（yì），混制（zhì）工（gōng）艺有所不同。目前国内覆膜（mó）砂生产线（xiàn）的（de）种类很多，手工（gōng）加（jiā）料的半自动生产线约有2000~2300条（tiáo），电脑控制的（de）全自动（dòng）生产线也已经有将近50条，有（yǒu）效提高了生产效率和产品（pǐn）稳（wěn）定性。例（lì）如xx铸造有限公司的自动化可视（shì）生产线，其加料时间（jiān）控制精（jīng）确到0.1秒，加热（rè）温度控制（zhì）精确到1/10℃，并且可以（yǐ）通过视频时时观察混砂状态，生产效率达到（dào）6吨/小时。

３．覆（fù）膜砂（shā）的主（zhǔ）要产品类型　

（1）普（pǔ）通类覆膜砂 　普（pǔ）通覆膜（mó）砂即传统覆膜砂，其组成通常由石英砂，热塑性酚醛树脂（zhī），乌洛（luò）托品和硬脂酸钙构成，不加有关（guān）添加剂，其树脂（zhī）加入量通（tōng）常在一定强度要求下相（xiàng）对较（jiào）高，不（bú）具备耐（nài）高温，低膨胀、低发气等特性，适用于（yú）要求不高的铸件生产（chǎn）。

（2）高强度低发气类覆（fù）膜砂 　特（tè）点（diǎn）：高强度、低（dī）膨胀、低发（fā）气、慢发（fā）气、抗氧化 简介（jiè）:高强度低（dī）发气覆（fù）膜砂是（shì）普（pǔ）通覆（fù）膜砂（shā）的更新换代产品，通过加入（rù）有关特（tè）性的“添加剂（jì）”和采用新的（de）配制工艺（yì），使树脂用量大幅度（dù）下降，其强度比普通（tōng）覆（fù）膜砂高30%以（yǐ）上，发气量（liàng）显著降低，并能（néng）延缓（huǎn）发气速度，能更好地适（shì）应铸件（jiàn）生产的需（xū）要。该类覆（fù）膜砂主（zhǔ）要适用于铸铁件（jiàn）中，中（zhōng）小铸钢、合金铸钢件（jiàn）的生产。目前该（gāi）类覆（fù）膜砂有三个系列（liè）：GD-1高强（qiáng）度低发气（qì）覆膜砂；GD-2高强度低（dī）膨（péng）胀低发气覆膜砂；GD-3高强度（dù）低膨胀低发气抗氧化覆（fù）膜。

（3）耐高温（wēn）(类)覆膜砂（shā）(ND型) 　特点：耐高（gāo）温、高强度、低膨胀、低发气、慢发（fā）气、易溃散、抗氧（yǎng）化 简介:耐高温覆膜砂是通过特殊工艺配（pèi）方技（jì）术生产出的具有优异高温性能（néng）(高温下强度高（gāo）、耐热时间长、热膨（péng）胀量（liàng）小（xiǎo）、发气量低（dī）)和综合（hé）铸造性（xìng）能的新（xīn）型覆膜（mó）砂（shā）。该（gāi）类（lèi）覆膜砂（shā）特（tè）别适用于复杂薄壁（bì）精密的铸铁件(如汽车发动机缸体、缸盖等)以及高要求的铸钢件（jiàn）(如集装箱角和火车刹车缓（huǎn）；中器壳件等)的生产，可有效消（xiāo）除粘砂、变形、热（rè）裂和气孔（kǒng）等铸造缺陷。目前该覆膜砂（shā）有四个系（xì）列（liè）：VND-1耐高温覆膜砂（shā）. ND-2耐高温低（dī）膨胀（zhàng）低发（fā）气覆膜砂 ND-3耐高温（wēn）低膨胀（zhàng）低发（fā）气（qì）抗氧化覆膜（mó）砂 ND-4耐高温（wēn）高（gāo）强底低膨（péng）胀低发气覆膜（mó）

（4）易溃散（sàn）类覆（fù）膜砂　具有较好的强度（dù），同（tóng）时具有优异的（de）低温溃（kuì）散性能（néng），适用（yòng）于生产有色金属铸件。

（5）其它特殊要求覆膜砂　为（wéi）适（shì）应不同（tóng）产品的需（xū）要，开发（fā）出（chū）了系列（liè）特种覆膜砂如（rú）：离（lí）心铸造用覆膜（mó）砂（shā）、激（jī）冷（lěng）覆膜砂、湿态（tài）覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防（fáng）橘皮覆膜砂等。　

三、覆膜砂制芯主要工艺过程

加（jiā）热温度200-300℃、固化时（shí）间30-150s、射砂压力（lì）0.15-0.60MPa。形状（zhuàng）简（jiǎn）单的砂芯、流动（dòng）性好的覆膜砂可（kě）选用较低的（de）射砂压力（lì），细（xì）薄砂芯选（xuǎn）择较（jiào）低的（de）加热温度，加热（rè）温（wēn）度低时可适当延长固化时间等。覆膜砂（shā）所使用的树脂是酚（fēn）醛类树（shù）脂。制（zhì）芯（xīn）工艺的优点：具有适宜（yí）的强度性能；流动（dòng）性好；砂芯表面质（zhì）量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性强；溃（kuì）散性好（hǎo），铸件容易（yì）清理（lǐ）。

1、铸（zhù）型（模具（jù））温度

铸型温度是影响壳层厚度及强度的主要（yào）因素之一（yī）,一般（bān）控制在（zài）220～260℃,并根（gēn）据下列原则选定:

（1）保证覆膜（mó）砂（shā）上的树（shù）脂软化及固化（huà）所需的（de）足够热量；

（2）保证（zhèng）形成需要的壳（ké）厚且（qiě）壳型（芯（xīn））表面不焦化；

（3）尽量缩（suō）短结（jié）壳及（jí）硬化时间，以提高生产率。

 2、射（shè）砂压（yā）力及（jí）时（shí）间

射砂时间一般控制在3～10s，时间过短则（zé）砂（shā）型（芯）不能成型。射砂压力一般（bān）为0.6MPa左（zuǒ）右；压（yā）力过低（dī）时，易造成射不足或疏（shū）松现象。3、硬化时间（jiān）：硬化时（shí）间的长短主要（yào）取决于砂型（芯）的（de）厚（hòu）度与铸型（xíng）的温度，一般在60～120s左右。时间过短，壳层未（wèi）完全固化则强度（dù）低（dī）；时间过（guò）长，砂型（芯）表面（miàn）层（céng）易烧焦影响铸（zhù）件质量。覆膜（mó）砂（shā）造型（芯（xīn））工艺参数实（shí）例：序号 图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射（shè）砂（shā）时间（s） 硬化时间（jiān）（s） 1 （导（dǎo）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、覆膜砂（shā）应用中存在的问题及解决（jué）对策

制芯的方法种（zhǒng）类很多，总的可以划（huá）分为热固性方法和冷（lěng）固（gù）性方法两大类，覆（fù）膜砂制芯属于热固（gù）性方法（fǎ）类。任何一种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（liàng）要求、复杂程度（dù）、生产批量、生产（chǎn）成（chéng）本（běn）、产品价格等综（zōng）合因（yīn）素来决定（dìng）采（cǎi）用何种制芯方法。对铸（zhù）件内腔表面质量要求高，尺寸精度要求高（gāo）、形状复杂的砂（shā）芯采用覆膜砂（shā）制芯是非常有效的。例（lì）如（rú）：轿车发动机（jī）气缸盖的进排气道砂芯（xīn）、水道砂（shā）芯（xīn）、油道砂芯，气缸体（tǐ）的水道砂（shā）芯、油道砂芯，进气岐管、排气岐管的壳芯砂芯，液（yè）压阀的流道砂芯，汽车涡（wō）轮（lún）增压（yā）器气道砂芯等等。但（dàn）是在覆膜砂使用中还常遇到（dào）一些问（wèn）题，这里（lǐ）仅就工作（zuò）中（zhōng）的体会略（luè）谈一（yī）二。

1、覆膜（mó）砂的（de）强度和（hé）发气量（liàng）的确定方法（fǎ）

在（zài）原砂质（zhì）量和（hé）树脂质量（liàng）一定的前提（tí）下，影（yǐng）响覆膜砂强度的关（guān）键因素主（zhǔ）要取于酚醛树脂的加（jiā）入量。酚醛树（shù）脂加入量多（duō），则（zé）强度就（jiù）提高，但发（fā）气量也增加（jiā），溃散（sàn）性就（jiù）降低（dī）。因此在生产应用中（zhōng）一定要控制覆（fù）膜（mó）砂的强度来减（jiǎn）少发气量（liàng），提高溃散性，在强度标准的制订时定要找到一（yī）个平衡点。这个平衡点就（jiù）是保证砂芯的表（biǎo）面质量及在浇注时（shí）不产生变形（xíng）、不产生断芯前提下的强度。这（zhè）样才（cái）能保证铸件的表（biǎo）面（miàn）质量和尺寸精度，又可以减少发气量（liàng），减少（shǎo）铸造件（jiàn）气（qì）孔缺（quē）陷（xiàn），提高砂芯的出砂性（xìng）能。对砂芯存放，搬运过程中可以采用（yòng）工位器具、砂芯（xīn）小车，并在其上（shàng）面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这（zhè）样可以减少砂（shā）芯的损（sǔn）耗率。

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（dì）区空气相对湿度大，必须对砂（shā）芯存（cún）放期在工艺（yì）文件（jiàn）上加（jiā）以规（guī）定，利用精益（yì）生产先进先出的生产方式减（jiǎn）少砂芯（xīn）的存（cún）放量和存放（fàng）周期。各企（qǐ）业应结合自己（jǐ）的厂（chǎng）房（fáng）条件和当地的气候条件来（lái）确定砂芯的存放周期。

3、控制好覆膜砂的供货质量（liàng）

覆（fù）膜（mó）砂（shā）进厂（chǎng）时必须附有供应商的质量保证资料，并且企业（yè）根据抽样标准进行检查，检查合格（gé）后方可（kě）入库。企业取样检测（cè）不合格时由质保和技术部门（mén）做出处理（lǐ）结果，是让步接（jiē）受或向（xiàng）供（gòng）应商退货（huò）。

4、合格的覆（fù）膜砂在（zài）制芯时（shí）发现砂芯（xīn）断裂变形

制芯时砂（shā）芯的断裂变形通常会认为（wéi）覆膜砂强度低造（zào）成的。实（shí）际上（shàng）砂芯断裂和变形会涉及到（dào）许多生产过程（chéng）。出现（xiàn）不正常（cháng）情况，必须要查到（dào）真正的原（yuán）因才能（néng）彻底解决（jué）。具（jù）体原因（yīn）如下：

（１）制芯时（shí）模具的温（wēn）度和留模时间，关系到砂芯结（jié）壳硬化厚度（dù）是否满足工艺（yì）要（yào）求。工艺上所规定的工艺参数都需要有一个范围，这个范围需靠操作人（rén）员的技能来进行调整。在模具（jù）温度上限时留模时（shí）间可以取下限，模具温度在下限时留模（mó）时间取（qǔ）上（shàng）限（xiàn）。对（duì）操作人员需要不断地培（péi）训提高操作技能。

（２）制芯时在模具上会粘（zhān）有酚醛树脂和砂粒，必须进行及时清理（lǐ）并（bìng）喷上脱模剂（jì），否则（zé）会越积越（yuè）多（duō）开模（mó）时会把（bǎ）砂（shā）芯拉断（duàn）或变形。

（３）热芯盒模具静模上的弹簧顶（dǐng）杆，由于（yú）长期（qī）在高温状态下（xià）工作会产（chǎn）生弹性失效而造成砂芯断裂（liè）或变（biàn）形（xíng）。必须及时更换（huàn）弹簧。

（４）动模和静模不平行或不在同一中心线上，合模（mó）时在油缸或气缸（gāng）的（de）压力作用下，定位销（xiāo）前端（duān）有一段斜度，模具还是会合紧（jǐn），但在开模时动模（mó）和静（jìng）模仍会恢（huī）复到原始状态使砂芯（xīn）断（duàn）裂（liè）或变形。在（zài）这种情况下射（shè）砂时会（huì）跑砂（shā），砂芯的尺（chǐ）寸会（huì）变大。解决对策是及时调整模具的平行度和同轴度。

（５）在壳芯机上生（shēng）产空心砂芯（xīn）时，从砂芯中（zhōng）倒出尚未（wèi）硬化的（de）覆膜砂（shā）需要重新使用（yòng）时，必须（xū）进行过筛并未用（yòng）过（guò）的覆膜砂按３：７比（bǐ）例（lì）混合后使用，这（zhè）样才能保证壳（ké）芯（xīn）砂芯的表面（miàn）质量和砂芯强（qiáng）度（dù）。