覆膜（mó）砂铸造在铸造领域已有相当长的历史，铸件的产量也相当（dāng）大；但（dàn）采用覆膜砂（shā）铸造生产精密铸（zhù）钢（gāng）件（jiàn）时面（miàn）临很多难题：粘砂（结疤（bā））、冷（lěng）隔、气孔。如何解决（jué）这些问题（tí）有待于我们去进一步探讨。

一、对覆膜（mó）砂的认识与（yǔ）了（le）解（覆膜砂属于有机（jī）粘结剂型（xíng）、芯砂）

（1）覆膜砂（shā）的特点：具（jù）有适宜的强度性能；流（liú）动性好（hǎo），制出的（de）砂型、砂（shā）芯轮廓清晰，组织（zhī）致密，能（néng）够制造出复杂的砂（shā）芯；砂型（xíng）（芯（xīn））表面质量（liàng）好，表面粗糙（cāo）度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可达（dá）CT7～CT9级；溃（kuì）散性好，铸件（jiàn）容易清理。

（2）适用范围：覆膜砂既（jì）可（kě）制作（zuò）铸型又可制作（zuò）砂（shā）芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合（hé）使用又可与其它砂型（芯）配合使用；不（bú）仅（jǐn）可以用于金属型重力铸造或低压铸造，也可以用于铁型覆（fù）砂铸造，还可以（yǐ）用于热法离心铸造；不仅可以用于铸铁、非铁（tiě）合金铸件（jiàn）的（de）生产，还可以用于铸钢件的生产。

二（èr）、覆膜砂的制备（bèi）

1．覆膜砂（shā）组（zǔ）成

一般由耐火（huǒ）材（cái）料、粘结剂、固化剂、润滑剂及特（tè）殊添加剂（jì）组成。

（1）耐火材（cái）料是构（gòu）成覆膜砂的（de）主体（tǐ）。对耐火材料的要求是：耐火度高、挥发（fā）物少、颗粒较圆整、坚实等。一（yī）般（bān）选（xuǎn）用天然擦洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（铸（zhù）铁及非（fēi）铁合金（jīn）铸件要求大于（yú）90%，铸钢件（jiàn）要求大（dà）于97%）；含（hán）泥量不（bú）大于0.3%（为擦（cā）洗（xǐ）砂（shā））--[水（shuǐ）洗砂含泥量规定小于；粒度（dù）①分布（bù）在相邻3～5个筛（shāi）号上；粒形圆整，角形因素应不大于（yú）1.3；酸耗值不小于（yú）5ml。

（2）粘（zhān）结剂普遍采用酚（fēn）醛树脂（zhī）。

（3）固化剂通常采用乌洛托品；润（rùn）滑剂一般采用硬脂酸钙，其作用（yòng）是防止覆膜砂结块（kuài），增加流动性。添加剂的主要作用（yòng）是改善（shàn）覆膜砂的性能。

（4）覆（fù）膜（mó）砂的基本配比 成分 配比（质量分（fèn）数，%） 说明（míng）：原砂 100 擦洗砂， 酚醛树脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛（luò）托（tuō）品（水（shuǐ）溶液2） 10～15 占树脂（zhī）重，硬脂（zhī）酸钙 5～7 占树脂重，添加剂（jì） 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占（zhàn）树脂（zhī）重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂（jì） 0.1～0.5 占原（yuán）砂重 。

２．覆膜砂的生产（chǎn）工艺 　

覆膜砂（shā）的制备工（gōng）艺主要有冷法覆膜、温法（fǎ）覆膜、热法覆膜三种，目（mù）前覆（fù）膜砂的生产（chǎn）几（jǐ）乎都是采用热覆膜法。热（rè）法覆膜工艺是先将原砂（shā）加热（rè）到一定温（wēn）度，然后分（fèn）别与树脂（zhī）、乌（wū）洛托（tuō）品水溶液和硬脂酸（suān）钙混合搅（jiǎo）拌，经冷却破碎和筛分而成。由于配（pèi）方的差异，混制工艺有所（suǒ）不同。目（mù）前国内覆膜砂（shā）生产（chǎn）线的种类很多，手工加（jiā）料的半（bàn）自动（dòng）生（shēng）产线约有2000~2300条，电脑控制的（de）全（quán）自（zì）动生产线也已经（jīng）有将近50条，有（yǒu）效（xiào）提高了生产效率和产品（pǐn）稳定性。例（lì）如（rú）xx铸造（zào）有（yǒu）限（xiàn）公司的（de）自动化可视生产（chǎn）线，其加（jiā）料时间控制精确到（dào）0.1秒，加热温度控制精确到（dào）1/10℃，并且可以通过视频时时观察混砂状（zhuàng）态，生产（chǎn）效率达到6吨/小（xiǎo）时。

３．覆膜砂的主要产品类型　

（1）普通（tōng）类覆膜（mó）砂 　普通覆膜砂即（jí）传统覆膜砂，其组（zǔ）成通常由石（shí）英砂，热塑（sù）性酚醛树脂，乌洛托品和硬脂酸钙构成，不加有关添（tiān）加剂，其树脂加入量（liàng）通常在（zài）一定强度（dù）要求下相对较高（gāo），不具备耐高温，低膨胀（zhàng）、低发气等（děng）特性（xìng），适用（yòng）于要求（qiú）不高的铸件生产。

（2）高（gāo）强度低发气类（lèi）覆膜砂（shā） 　特点：高强度、低膨胀、低（dī）发气、慢发气（qì）、抗氧化 简介:高强度低发气覆膜砂是普通（tōng）覆膜砂的更新（xīn）换代产品（pǐn），通过加（jiā）入有关（guān）特性（xìng）的“添加剂”和（hé）采用新的（de）配制工艺，使树脂用量大幅度下降，其强度比普（pǔ）通（tōng）覆膜砂高30%以上，发气量显著降低，并能延缓（huǎn）发气速度（dù），能更好地适应铸（zhù）件（jiàn）生（shēng）产（chǎn）的需要。该类覆膜（mó）砂（shā）主要（yào）适（shì）用于铸铁件中，中（zhōng）小铸钢（gāng）、合（hé）金铸（zhù）钢件的生产。目前该类（lèi）覆（fù）膜砂有三个系列：GD-1高强度低发（fā）气覆膜砂（shā）；GD-2高强度低膨胀低发气覆（fù）膜砂；GD-3高强度低膨（péng）胀低发气抗氧化（huà）覆膜。

（3）耐（nài）高（gāo）温（wēn）(类)覆膜砂(ND型) 　特（tè）点：耐高温（wēn）、高强度（dù）、低（dī）膨胀、低发气、慢（màn）发气、易溃（kuì）散、抗氧化 简（jiǎn）介:耐高温（wēn）覆膜砂是通过特殊工艺配（pèi）方（fāng）技术（shù）生产出的具有（yǒu）优异高温性能(高温（wēn）下强度高、耐（nài）热时间（jiān）长、热膨胀量小、发气（qì）量低)和综合铸造性能（néng）的新（xīn）型覆膜（mó）砂。该类覆（fù）膜砂特别适用于复杂（zá）薄壁精密的铸（zhù）铁件(如汽车发（fā）动（dòng）机缸体（tǐ）、缸盖等)以及高要求的铸钢件(如（rú）集装箱角和（hé）火车（chē）刹车缓；中器壳（ké）件等)的生产，可有效（xiào）消（xiāo）除粘砂、变形、热裂（liè）和气孔（kǒng）等（děng）铸造缺（quē）陷。目（mù）前该覆膜砂有（yǒu）四个系列：VND-1耐高温覆膜（mó）砂. ND-2耐高温（wēn）低膨胀低发（fā）气覆膜（mó）砂 ND-3耐高温（wēn）低膨胀低（dī）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（yì）溃散类覆膜砂（shā）　具有较（jiào）好的强（qiáng）度，同时具（jù）有优异的低温溃（kuì）散性能，适（shì）用于生产有色金属铸件。

（5）其它特殊要求覆膜砂　为适应不同产品的需要，开发出了系列特种覆（fù）膜（mó）砂如：离（lí）心铸（zhù）造（zào）用覆（fù）膜砂、激冷覆（fù）膜砂（shā）、湿态覆膜（mó）砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮（pí）覆膜砂等。　

三、覆（fù）膜砂制芯（xīn）主要工艺过程

加热（rè）温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂（shā）压力0.15-0.60MPa。形状简单（dān）的（de）砂芯、流动性好的覆膜砂可选用较低的射砂压力，细（xì）薄（báo）砂芯选择较低的加热温度，加（jiā）热温度（dù）低时可适当（dāng）延长固化时间等。覆膜砂所（suǒ）使用的树脂是酚醛类树脂。制（zhì）芯工艺的优点：具有适（shì）宜的强度性能；流动（dòng）性（xìng）好；砂芯表面质（zhì）量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯（xīn）抗吸（xī）湿性（xìng）强；溃散性好（hǎo），铸件（jiàn）容易清理。

1、铸型（模（mó）具）温度

铸型温度是影响壳层厚度及强度的主要因素之一,一般控制在220～260℃,并根据下（xià）列原则（zé）选定:

（1）保证覆膜砂（shā）上的树脂软（ruǎn）化及固化（huà）所需的（de）足够热（rè）量；

（2）保证形成需要的壳厚且（qiě）壳型（芯）表（biǎo）面不焦化（huà）；

（3）尽量缩（suō）短结壳及硬化（huà）时间，以提高生产率。

 2、射砂压力及时间

射（shè）砂时（shí）间一般（bān）控制在3～10s，时间（jiān）过短则砂型（xíng）（芯）不能成型。射砂压力（lì）一（yī）般为0.6MPa左右；压力过（guò）低时，易造成射不足或疏松现象。3、硬化时（shí）间：硬化时间的长短主要取（qǔ）决于砂（shā）型（芯）的厚度与铸（zhù）型的温（wēn）度，一般在60～120s左右。时间过短（duǎn），壳层未完全固化则强度低；时间过长，砂型（芯（xīn））表面层易烧焦影（yǐng）响铸件质量。覆膜砂造（zào）型（芯）工艺参（cān）数实例：序号 图号 壳（ké）厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射（shè）砂时间（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、覆膜砂应（yīng）用中存在的问题及解决对策

制芯的方法种类很（hěn）多，总的可以划分为热固性方法和（hé）冷固性方法两大（dà）类，覆膜砂制芯属于热固性方（fāng）法类。任何一种制芯方法（fǎ）都有其自（zì）身（shēn）的优（yōu）点（diǎn）和缺（quē）点，这主（zhǔ）要取决于产品的（de）质量要求、复杂程度（dù）、生产批量（liàng）、生产成本、产品价（jià）格（gé）等综合（hé）因素来决定（dìng）采用何种制芯方法。对（duì）铸件内腔表面质量要求高，尺寸精（jīng）度要求高、形状复杂的砂芯采（cǎi）用覆膜砂制芯是非常有效的。例如：轿车发动机气缸盖的进排气（qì）道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的水道砂芯、油道（dào）砂芯，进（jìn）气岐管、排气（qì）岐管的壳芯（xīn）砂（shā）芯，液压阀（fá）的流道砂芯，汽车涡轮增压器（qì）气道砂芯等等。但是在覆（fù）膜砂使用中还常遇到一些问题，这里（lǐ）仅就工作中的体会略谈一二。

1、覆膜（mó）砂的强度和发气（qì）量的确（què）定方法

在原砂质（zhì）量和树脂质量一定的（de）前提下（xià），影响覆膜砂强度的（de）关键因（yīn）素主要取于酚（fēn）醛（quán）树脂的（de）加入量。酚醛树脂加入量多，则强度就提高，但（dàn）发气量也增加，溃（kuì）散（sàn）性就降低。因（yīn）此在（zài）生产应（yīng）用中一定要控（kòng）制覆膜（mó）砂的强度来减少发气量，提高溃散性，在强度标（biāo）准的制订（dìng）时定要找到（dào）一个平衡点。这个平衡点就（jiù）是（shì）保证砂芯（xīn）的表面质量及在浇注时不产（chǎn）生变形、不产生断芯前提下（xià）的强度。这样才能保证铸件的表（biǎo）面质（zhì）量（liàng）和尺寸精度，又可以减（jiǎn）少发气量（liàng），减（jiǎn）少铸造（zào）件气孔缺陷，提（tí）高砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬（bān）运过程（chéng）中可以采（cǎi）用工位器具、砂芯（xīn）小车，并在其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这（zhè）样可以减少砂芯（xīn）的损耗（hào）率。

2、覆膜砂砂芯的存放期

任何砂芯都会吸湿，特别（bié）是南方地区空气（qì）相（xiàng）对湿（shī）度大，必须对砂（shā）芯存放期在工艺文件上加以规定（dìng），利用精益生产（chǎn）先进（jìn）先出的生产方式减少砂（shā）芯的存（cún）放（fàng）量和存放周（zhōu）期。各企业应结合自己的（de）厂房条（tiáo）件和（hé）当地的气候条件来确定砂芯（xīn）的（de）存放周期。

3、控制好覆膜（mó）砂（shā）的供货（huò）质量

覆膜砂进（jìn）厂时必须附有供应商的质量保证资料（liào），并且企（qǐ）业根据抽样标准进行检查，检查合格后（hòu）方可入库。企业取样检测不合格时由质（zhì）保和（hé）技术部门做出处理结果，是让步接（jiē）受（shòu）或向供应（yīng）商退货。

4、合格的覆（fù）膜砂在制芯（xīn）时发现砂芯断裂（liè）变形（xíng）

制芯时砂芯的断裂变形通常会（huì）认为覆膜（mó）砂强度低（dī）造成的。实际上（shàng）砂芯断裂和变（biàn）形（xíng）会（huì）涉及到许多生产过程。出现不正常情（qíng）况，必（bì）须要（yào）查到真正（zhèng）的原因（yīn）才（cái）能彻底解决。具（jù）体（tǐ）原因（yīn）如（rú）下：

（１）制（zhì）芯时模具的温度和留模时间，关（guān）系到砂芯结壳硬（yìng）化厚度是否满（mǎn）足工艺要求。工艺上所规定的工艺参（cān）数都需要（yào）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（mó）具温（wēn）度上限时留模时间可以取下限，模（mó）具温度在下限时留模时（shí）间取（qǔ）上限。对操作人员需要不断地培训提（tí）高操（cāo）作技（jì）能。

（２）制芯时在模具上会粘有酚醛（quán）树脂和砂（shā）粒，必须进（jìn）行及时清理并喷（pēn）上脱模剂，否则会越积越（yuè）多开模时会把砂芯拉断或变形。

（３）热芯盒模具（jù）静模（mó）上的弹簧顶杆，由于长期（qī）在高温状态下工作会产生（shēng）弹性失效而造成（chéng）砂芯断裂（liè）或（huò）变（biàn）形。必须及时更换弹（dàn）簧。

（４）动模和静模不平（píng）行或（huò）不在同（tóng）一（yī）中心线上，合模时在油缸或气缸的压（yā）力（lì）作用（yòng）下，定位（wèi）销前端有一（yī）段斜度，模具还是会合紧（jǐn），但在开模时动模（mó）和静模仍会恢复到原始状态使砂芯断裂或变形。在这种情况（kuàng）下射砂时会跑砂，砂芯的尺（chǐ）寸会变大。解决对（duì）策是及时调整模具的平行度和同轴度。

（５）在壳芯（xīn）机上生产空心（xīn）砂芯时（shí），从砂（shā）芯中倒（dǎo）出尚（shàng）未硬化的（de）覆（fù）膜砂需要重新使用时，必须进（jìn）行过筛并未用过的覆膜砂按３：７比例混合后使用，这样才（cái）能保证壳芯砂芯的表面（miàn）质（zhì）量和砂芯（xīn）强度。