覆膜（mó）砂（shā）铸造在（zài）铸造领（lǐng）域已有相当长的历史，铸件的产量也相（xiàng）当大；但采用覆膜砂铸造（zào）生产精密铸钢件时面临很多难题：粘（zhān）砂（结疤）、冷隔、气孔。如何（hé）解决这些问（wèn）题有待于我（wǒ）们去进一（yī）步探（tàn）讨。

一、对（duì）覆膜砂（shā）的认识与了解（覆膜砂（shā）属于有机粘结剂型、芯砂）

（1）覆膜砂的特点：具有适宜的强（qiáng）度性能；流（liú）动性（xìng）好，制出（chū）的砂型（xíng）、砂芯轮廓清（qīng）晰，组织（zhī）致密，能够（gòu）制造（zào）出复杂的（de）砂芯；砂（shā）型（xíng）（芯（xīn））表面质量好，表（biǎo）面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可（kě）达CT7～CT9级；溃散性好，铸件容易清理。

（2）适用范围：覆膜砂既可制作铸型又可制作砂芯，覆膜砂（shā）的型或芯既可（kě）互相（xiàng）配合使用又可与（yǔ）其它砂型（芯）配合使（shǐ）用；不仅（jǐn）可以（yǐ）用（yòng）于金属（shǔ）型重（chóng）力铸造或低压铸造（zào），也可以用于铁型覆砂铸（zhù）造，还可以用于热（rè）法离心铸造（zào）；不仅（jǐn）可以用于铸铁、非（fēi）铁合金铸（zhù）件的生产，还可（kě）以用于（yú）铸钢件的（de）生产。

二、覆膜砂的（de）制备

1．覆膜砂（shā）组成

一般由耐火材料、粘结剂、固化（huà）剂、润滑剂及特殊添加（jiā）剂（jì）组成（chéng）。

（1）耐火材料是构成覆膜砂（shā）的主体。对耐火材料的要求是（shì）：耐（nài）火度高（gāo）、挥发物少、颗（kē）粒较（jiào）圆（yuán）整、坚实等（děng）。一般选（xuǎn）用（yòng）天（tiān）然擦洗（xǐ）硅（guī）砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及非（fēi）铁（tiě）合金铸件要求大于90%，铸钢件（jiàn）要求大于97%）；含（hán）泥（ní）量不大于0.3%（为擦洗砂）--[水洗（xǐ）砂含泥量规定小于；粒度（dù）①分布（bù）在相（xiàng）邻3～5个筛号（hào）上；粒形圆整，角形因素应不大于1.3；酸耗（hào）值不小（xiǎo）于5ml。

（2）粘结剂普遍采用酚醛树脂（zhī）。

（3）固化（huà）剂通常采用乌洛托品；润滑剂一（yī）般（bān）采用（yòng）硬脂酸钙，其作（zuò）用是防止覆膜砂结块，增加流动性。添（tiān）加（jiā）剂的主（zhǔ）要（yào）作用是改善覆膜（mó）砂（shā）的性能。

（4）覆膜（mó）砂的基本（běn）配比 成（chéng）分 配（pèi）比（质量分数，%）说明（míng）：原砂 100 擦洗砂， 酚醛树脂（zhī） 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托品（水溶液（yè）2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重（chóng）。1：2）10～15 占树脂重（chóng），硬脂酸（suān）钙（gài） 5～7 占树脂（zhī）重，添（tiān）加剂 0.1～0.5 占原砂（shā）重。

２．覆（fù）膜砂的（de）生产工艺　

覆膜砂的制备工艺主（zhǔ）要有冷法覆膜、温（wēn）法覆膜、热法覆膜三种，目前覆膜砂的生产几乎都（dōu）是（shì）采用热（rè）覆膜法。热法（fǎ）覆（fù）膜工艺是先将原砂加热到一定温（wēn）度，然后分（fèn）别与树脂、乌洛（luò）托品水（shuǐ）溶液和硬脂酸（suān）钙混合搅（jiǎo）拌（bàn），经（jīng）冷（lěng）却破（pò）碎和（hé）筛分而成。由于配方的差异，混制工艺有所（suǒ）不同。目前国内（nèi）覆膜砂生产线（xiàn）的种类很多（duō），手工（gōng）加料的半（bàn）自动生产线约有2000~2300条，电脑（nǎo）控制的全自动生（shēng）产线也（yě）已经有将近50条，有效提高了生产（chǎn）效率和产品稳定性（xìng）。例如（rú）xx铸造有限公司的自动（dòng）化可视生产线，其（qí）加（jiā）料时间控制精（jīng）确（què）到0.1秒，加热温度控（kòng）制精确到（dào）1/10℃，并且可以通过视频（pín）时时（shí）观察混砂状（zhuàng）态，生产效率（lǜ）达到（dào）6吨（dūn）/小（xiǎo）时。

３．覆膜（mó）砂的（de）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（qí）组成通常（cháng）由石英砂，热塑性酚醛树（shù）脂，乌（wū）洛托品（pǐn）和硬脂酸钙构成，不加有关添加剂，其树脂加入量（liàng）通常在一定强度要求（qiú）下（xià）相对较（jiào）高，不具（jù）备耐高温，低膨胀、低发气等特性，适（shì）用于要求不高的铸件生产

（2）  高（gāo）强度低发气类覆膜砂  　

特点：高强度、低（dī）膨胀、低发气（qì）、慢发气、抗氧化  简介（jiè）:高强度（dù）低（dī）发气覆膜砂是普（pǔ）通覆膜砂（shā）的更新换代产（chǎn）品，通过加入有关特性的“添加（jiā）剂”和采（cǎi）用新（xīn）的配制工艺（yì），使树脂用量大（dà）幅度下降，其强度比普通（tōng）覆膜砂高30%以上，发气（qì）量显著降低，并（bìng）能延缓（huǎn）发气（qì）速度（dù），能更（gèng）好地适应铸（zhù）件生产的需要。该类覆膜砂主要适用于铸铁件中，中小铸钢、合金铸钢（gāng）件的生产。目前该类（lèi）覆膜砂有三个系（xì）列：GD-1高（gāo）强度（dù）低发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀（zhàng）低（dī）发气覆膜砂；GD-3高强（qiáng）度低膨胀（zhàng）低发（fā）气（qì）抗（kàng）氧化覆膜。

（3）  耐高温(类)覆膜砂(ND型) 

特点：耐高温、高强度（dù）、低膨（péng）胀（zhàng）、低发气（qì）、慢发气、易溃散、抗氧化 简介:耐高温覆膜砂是通过特殊工艺配方技术生（shēng）产（chǎn）出（chū）的具有（yǒu）优异高温性（xìng）能(高温下强度高、耐热时间（jiān）长、热（rè）膨胀量小、发气（qì）量低)和综合铸造性能的新型覆膜砂。该类覆膜砂特别适用于复杂薄（báo）壁精密的铸铁件(如（rú）汽车发动机缸体、缸盖等)以（yǐ）及高要求的（de）铸钢（gāng）件(如集装箱角和火车刹车（chē）缓；中器壳件（jiàn）等)的（de）生产，可有效消除粘砂、变形、热裂和气孔等铸造缺陷。目前该覆膜砂有四个系列：VND-1耐高温（wēn）覆膜砂. ND-2耐（nài）高温低膨胀低发气覆膜（mó）砂 ND-3耐高温低（dī）膨胀低发气抗氧化覆膜砂 ND-4耐高（gāo）温高强（qiáng）底低膨胀低发气（qì）覆膜

（4）  易溃散类覆膜（mó）砂（shā）　

具有较好的（de）强度，同时具有优异的低温溃（kuì）散性能，适（shì）用于生产有色金属铸件。

（5）  其它特（tè）殊（shū）要求覆膜（mó）砂　

为适应不同产（chǎn）品的（de）需要，开发出了系列特种覆膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激冷覆膜砂（shā）、湿态覆膜砂、防（fáng）粘砂、防脉（mò）纹、防橘皮覆（fù）膜砂等。　

三、覆膜砂制芯主（zhǔ）要工（gōng）艺过程

加（jiā）热（rè）温度200-300℃、固化时间（jiān）30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流动（dòng）性好（hǎo）的（de）覆膜砂可选用（yòng）较低的射砂压力，细薄砂（shā）芯选择较低的加热温度，加热温度低时可适当延长固化时间等。覆膜砂（shā）所使用的树脂是（shì）酚（fēn）醛类树脂。制（zhì）芯工艺的（de）优点：具有（yǒu）适宜的（de）强度性（xìng）能；流动性好（hǎo）；砂芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗（kàng）吸湿性强；溃散性好（hǎo），铸件（jiàn）容（róng）易清理。

1、铸型（模具）温度

铸型温度是影响壳层厚度及强（qiáng）度的主要因素（sù）之一,一般控制（zhì）在（zài）220～260℃,并根据下（xià）列原则（zé）选（xuǎn）定:

    （1）保证（zhèng）覆膜砂上（shàng）的树脂（zhī）软化及固化所需的足够热量；

     （2）保证形成需（xū）要的壳（ké）厚且壳型（xíng）（芯）表面不焦化；

      （3）尽量（liàng）缩短结壳（ké）及硬化时（shí）间（jiān），以提高生产率（lǜ）。

2、射砂压力及（jí）时间

射砂时（shí）间一般（bān）控制在3～10s，时间过短则砂型（芯）不能成型。射砂（shā）压力（lì）一般为（wéi）0.6MPa左（zuǒ）右；压力过低时（shí），易造成射不足或疏松现象。3、硬化时间：硬化时间的长短主要取决于砂型（芯）的厚度与铸型的温度，一（yī）般在60～120s左右。时间过短，壳层（céng）未（wèi）完全（quán）固化则强度低；时间过长，砂型（xíng）（芯）表面（miàn）层（céng）易烧焦影响铸件质（zhì）量。覆膜砂造型（芯）工艺参数实例：序号图（tú）号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射（shè）砂时间（s）硬（yìng）化时（shí）间（s） 1 （导向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6220～240 2～3 60～80 2 （阀体（tǐ））DN05-01 10～123.75～3.8 240～260 3～5 80～100

四、覆（fù）膜砂应（yīng）用中存在的问题及解决对策

制（zhì）芯的方法种（zhǒng）类（lèi）很多（duō），总的可以划分为热（rè）固性方法（fǎ）和冷固性方法两大类，覆（fù）膜砂制芯属于热固性方法类。任何一种制（zhì）芯方法都有其自身的优点和缺点，这主（zhǔ）要取（qǔ）决（jué）于产品的质量要求、复杂程度、生产（chǎn）批（pī）量、生产成本（běn）、产品价格等综合因素（sù）来决定采用何种（zhǒng）制芯方法。对铸件内腔（qiāng）表面（miàn）质量（liàng）要求高（gāo），尺寸精（jīng）度要求高、形状复杂（zá）的砂芯采用覆（fù）膜砂制（zhì）芯是非常有效的。例如：轿车发动机气缸盖的进排气道砂芯、水道砂（shā）芯、油道砂芯，气缸体的水道（dào）砂芯、油道砂芯，进（jìn）气岐管、排气（qì）岐管的壳芯（xīn）砂芯，液压阀的流道砂（shā）芯，汽车涡轮增压器气道砂芯等等。但是在覆膜（mó）砂使（shǐ）用（yòng）中还常遇到一些问题，这里仅就（jiù）工作中的体会略谈一（yī）二。

1、覆（fù）膜砂的强度和（hé）发（fā）气量的确定方法

在原砂质量和树脂（zhī）质量一定的前提（tí）下，影响（xiǎng）覆膜砂强度的关键因素主（zhǔ）要取（qǔ）于酚醛树脂的加入量（liàng）。酚醛树（shù）脂加（jiā）入量多（duō），则强度就（jiù）提高（gāo），但发气（qì）量也增加，溃散性就降低。因此在生产应用中一定要控制（zhì）覆膜砂的强度来减（jiǎn）少（shǎo）发（fā）气量，提高溃（kuì）散性（xìng），在强度（dù）标准的制订（dìng）时定要找到一个平衡（héng）点。这个平衡点就是（shì）保证砂芯（xīn）的表面质量及在浇注（zhù）时不产生（shēng）变（biàn）形、不产（chǎn）生断芯前（qián）提下的强（qiáng）度。这样才（cái）能（néng）保证铸（zhù）件（jiàn）的表（biǎo）面质（zhì）量和（hé）尺（chǐ）寸精（jīng）度，又可以减少发气量，减少（shǎo）铸造件气（qì）孔（kǒng）缺陷，提高砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬（bān）运过程中可以采用工位器具（jù）、砂（shā）芯小车，并（bìng）在其（qí）上（shàng）面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样可以减少（shǎo）砂芯的损耗（hào）率。

2、覆（fù）膜砂砂芯的存放期

任何砂芯都会吸湿，特别是（shì）南方地（dì）区空气相对（duì）湿度大，必须对砂芯存放期在工（gōng）艺文件上加以规定，利用精益生（shēng）产（chǎn）先（xiān）进先（xiān）出的生（shēng）产方式减少砂芯的存放（fàng）量和存放（fàng）周期。各（gè）企业应结合自己的厂房条件和（hé）当（dāng）地的气（qì）候条件来（lái）确定（dìng）砂芯的存（cún）放周（zhōu）期。

3、控制（zhì）好覆（fù）膜（mó）砂的供货（huò）质量

覆（fù）膜砂进厂时必须附有供应商（shāng）的质量保证资料，并且企业根据抽样标准（zhǔn）进行检查，检查合格（gé）后方可入库。企业取样检测不合格时由（yóu）质保和技术部门做出处（chù）理结果（guǒ），是让（ràng）步接受或向供应商退货（huò）。

4、合格的覆膜（mó）砂在（zài）制芯时发现（xiàn）砂（shā）芯断裂变形

制芯时砂（shā）芯的断裂变形通（tōng）常会认为覆膜砂强度低造（zào）成的。实际上砂芯断裂和（hé）变形会涉及（jí）到许多生产过（guò）程。出现不（bú）正常情况，必须要（yào）查到真正的（de）原因才能彻底解决。具体原因如下：

（１）制芯时模具的（de）温度和（hé）留模时间，关（guān）系到砂芯结（jié）壳硬化厚度是否满足（zú）工艺（yì）要求。工艺上所规定的工艺参数都需（xū）要有（yǒu）一个范围，这个范围需靠操作（zuò）人员的技能来进行调整。在模（mó）具（jù）温度上（shàng）限时（shí）留（liú）模时间可以（yǐ）取下限（xiàn），模具温度在下限时（shí）留模时间取上限。对操作人（rén）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有酚（fēn）醛树脂和砂粒，必须进行及时清理并喷上脱模（mó）剂，否则会越（yuè）积（jī）越多开（kāi）模时（shí）会把砂芯拉断或变形。

（３）热芯盒模具静模上的弹簧顶（dǐng）杆，由于长期（qī）在高温状态下工作（zuò）会（huì）产生弹性失效（xiào）而造成砂芯断裂或变形。必须及时更换弹簧。

（４）动（dòng）模和（hé）静（jìng）模不平行或不在（zài）同一中心线上，合模时在（zài）油缸或气缸的压（yā）力作用下，定位销前端（duān）有一段斜度，模具还是会合紧，但在（zài）开模时（shí）动模和静模仍会恢复到原（yuán）始状态使砂芯（xīn）断裂或变形（xíng）。在这种情况下射砂时会跑砂（shā），砂芯的尺寸会变大。解决对策是及时调整模具的（de）平行度和（hé）同轴度。

（５）在壳芯机上生（shēng）产空心砂芯时，从（cóng）砂芯中（zhōng）倒出尚未硬化的覆膜砂需要重新使用时，必须进行过（guò）筛并（bìng）未用过（guò）的覆（fù）膜（mó）砂按３：７比例混合后使用，这样才能保证壳芯砂芯的（de）表面质量和砂芯强度（dù）。