覆膜砂铸（zhù）造在铸（zhù）造领域已有相当长的（de）历史，铸件（jiàn）的产量也相当大；但（dàn）采用覆膜砂铸造生产（chǎn）精密（mì）铸钢件时面临很多难（nán）题：粘砂（结疤（bā））、冷隔（gé）、气（qì）孔（kǒng）。如何解决这（zhè）些问题有（yǒu）待于我们去进一步探讨（tǎo）。

一（yī）、对（duì）覆膜砂的认识与了（le）解（覆膜砂属于有机（jī）粘结剂型、芯砂（shā））

（1）覆膜砂的特（tè）点：具有（yǒu）适（shì）宜（yí）的强度性能；流（liú）动性（xìng）好（hǎo），制（zhì）出（chū）的砂型、砂（shā）芯轮廓清晰，组织致密，能够制（zhì）造（zào）出复杂的砂芯；砂型（芯）表面质量好，表面（miàn）粗糙度可达（dá）Ra=6.3～12.5μm，尺寸（cùn）精度可达CT7～CT9级；溃（kuì）散性好，铸件容（róng）易清理。

（2）适用范（fàn）围（wéi）：覆膜砂既可（kě）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可与其它砂型（芯）配合（hé）使（shǐ）用；不（bú）仅（jǐn）可以用于金属型重（chóng）力铸造或低压铸造，也可以用于铁型覆砂铸（zhù）造，还可以用于热法离心铸造；不仅可以用于铸（zhù）铁、非铁合金铸件（jiàn）的生产，还可以用于铸（zhù）钢件的生产（chǎn）。

二、覆膜砂的制备

1．覆（fù）膜砂组成（chéng）

一般由耐（nài）火材料、粘（zhān）结剂、固化剂、润滑剂及特（tè）殊添加剂组成。

（1）耐（nài）火材（cái）料（liào）是构（gòu）成覆膜砂的（de）主体。对耐火材（cái）料的要求是：耐火（huǒ）度高、挥发物少、颗粒较圆整、坚实等。一（yī）般选用（yòng）天然擦洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量高（gāo）（铸（zhù）铁及非（fēi）铁合金铸件要求大于90%，铸钢件要求大于97%）；含泥量不大于（yú）0.3%（为擦（cā）洗砂）--[水（shuǐ）洗砂含（hán）泥量规定小（xiǎo）于；粒度①分布在相邻3～5个筛号上（shàng）；粒形圆整（zhěng），角形因（yīn）素应不（bú）大于1.3；酸耗（hào）值（zhí）不小（xiǎo）于5ml。

（2）粘结剂普（pǔ）遍采（cǎi）用酚（fēn）醛树脂。

（3）固化剂通（tōng）常采用乌（wū）洛托品；润（rùn）滑剂一（yī）般采用硬脂酸钙，其作用是防止覆（fù）膜砂结块，增加流动性。添加剂（jì）的主要作用是改善覆膜砂的（de）性能（néng）。

（4）覆膜砂（shā）的基本配比 成分 配比（质量分（fèn）数（shù），%）说明：原（yuán）砂 100 擦洗砂（shā）， 酚醛树（shù）脂 1.0～3.0 占原砂（shā）重 ，乌洛托品（pǐn）（水溶液（yè）2）10～15 占树脂重（chóng），硬脂酸钙 5～7 占树（shù）脂重，添加（jiā）剂 0.1～0.5 占原（yuán）砂重。1：2）10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占（zhàn）树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。

２．覆膜（mó）砂（shā）的生产工艺　

覆膜砂的制备工艺（yì）主要有冷法覆膜、温法覆膜、热法覆（fù）膜三（sān）种，目前覆膜砂（shā）的生产（chǎn）几乎都是（shì）采用（yòng）热覆膜（mó）法。热法覆膜工艺是先（xiān）将原（yuán）砂（shā）加（jiā）热到一定温度，然后分别与树脂（zhī）、乌洛托（tuō）品水（shuǐ）溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和筛分而成。由于配方的差异，混制（zhì）工艺有所（suǒ）不同。目前国内覆膜砂（shā）生产线的种类很多，手工加料（liào）的半（bàn）自动（dòng）生产（chǎn）线（xiàn）约有2000~2300条，电脑控制的全自动生产线也已经有将近50条，有效提高了生产效率和产（chǎn）品稳定（dìng）性。例（lì）如xx铸造有限公司的自动（dòng）化可视生（shēng）产线，其加（jiā）料时间控制精（jīng）确到0.1秒（miǎo），加热温（wēn）度控制精确到1/10℃，并且可以通过视频时时（shí）观察混砂状态，生（shēng）产效率达到6吨/小（xiǎo）时。

３．覆（fù）膜砂的主要产品类型　

（1）  普通类覆膜砂 　

普（pǔ）通覆膜砂即传统（tǒng）覆膜砂，其组成（chéng）通常由石（shí）英砂，热塑性酚醛树脂，乌（wū）洛托品和硬脂酸钙构成，不加有关添加剂，其树脂加入（rù）量（liàng）通常在一定（dìng）强（qiáng）度（dù）要求下相对（duì）较（jiào）高，不具（jù）备耐高温，低膨胀（zhàng）、低发气等特性，适用于要求（qiú）不高的铸件生产

（2）  高强度低（dī）发气类覆膜砂  　

特（tè）点：高强度、低膨胀、低发气（qì）、慢（màn）发气、抗（kàng）氧化（huà）  简介:高（gāo）强度低发气覆膜砂是普通覆膜砂的更新换代产（chǎn）品，通过加（jiā）入有关特性的“添加（jiā）剂”和采用新（xīn）的配制工艺，使树脂用量大幅度下降，其（qí）强度（dù）比普通覆膜砂高30%以（yǐ）上（shàng），发气量显（xiǎn）著降低，并能延缓发（fā）气（qì）速（sù）度，能更好地适应铸件生产的需要（yào）。该类覆膜（mó）砂主（zhǔ）要（yào）适用于铸铁件中（zhōng），中小铸钢、合金铸（zhù）钢（gāng）件的生产（chǎn）。目前该类覆膜砂有三（sān）个系列：GD-1高（gāo）强度低发气（qì）覆（fù）膜砂；GD-2高（gāo）强度低膨（péng）胀（zhàng）低发气覆膜砂（shā）；GD-3高强度低膨胀低发气抗氧化覆膜。

（3）  耐（nài）高温（wēn）(类（lèi）)覆（fù）膜砂(ND型) 

特点（diǎn）：耐高温、高强度、低膨胀、低发气、慢发气、易溃（kuì）散、抗氧化 简介（jiè）:耐高温覆膜砂是通过特殊（shū）工艺配方技（jì）术生产出的具有优异高温性能(高温下（xià）强度高（gāo）、耐（nài）热时（shí）间长、热膨胀（zhàng）量小、发气量低)和（hé）综合铸造（zào）性能（néng）的新型覆膜砂。该（gāi）类覆膜砂特别（bié）适用于复杂薄（báo）壁精密的铸铁件(如汽（qì）车发动机缸体、缸（gāng）盖等)以及高要求（qiú）的铸钢件(如集（jí）装箱角和火车（chē）刹车缓（huǎn）；中器壳（ké）件等（děng）)的生产，可有效消除（chú）粘砂（shā）、变形、热裂和（hé）气孔等铸造缺陷。目前该覆膜（mó）砂（shā）有四个系（xì）列：VND-1耐高（gāo）温覆（fù）膜砂. ND-2耐（nài）高温（wēn）低（dī）膨胀低发气覆膜（mó）砂 ND-3耐（nài）高温低膨胀低（dī）发气抗氧（yǎng）化覆膜砂 ND-4耐高温（wēn）高强底（dǐ）低膨胀低发气覆膜

（4）  易溃散类覆膜砂　

具有较好的强度，同时具有（yǒu）优异的低（dī）温溃散性能，适用于生产（chǎn）有色金属（shǔ）铸（zhù）件（jiàn）。

（5）  其它（tā）特殊要求（qiú）覆（fù）膜砂　

为（wéi）适应（yīng）不同（tóng）产品的（de）需（xū）要（yào），开发出了（le）系列（liè）特种覆膜砂如：离（lí）心铸造用覆膜砂（shā）、激冷覆（fù）膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹（wén）、防橘皮覆膜（mó）砂等。　

三、覆膜砂制芯主要工（gōng）艺过程

加（jiā）热（rè）温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简（jiǎn）单（dān）的砂芯（xīn）、流动（dòng）性好（hǎo）的覆（fù）膜砂（shā）可（kě）选用较低的射砂压力，细薄砂（shā）芯（xīn）选择较低的加热（rè）温度，加热温度低（dī）时（shí）可适（shì）当延长固化时（shí）间等。覆膜砂所使用的树脂（zhī）是酚（fēn）醛类树脂。制芯工（gōng）艺的优（yōu）点：具有适宜的强度（dù）性能；流动性好；砂（shā）芯（xīn）表面质（zhì）量（liàng）好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性（xìng）强；溃散性好，铸件容（róng）易清（qīng）理。

1、铸型（模具）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（bān）控制在220～260℃,并根据下列原（yuán）则选定:

    （1）保证覆膜砂上（shàng）的树脂软化及固化（huà）所需的足够热量（liàng）；

     （2）保证形成需要的壳厚且壳型（芯）表面不焦化；

      （3）尽量缩（suō）短结壳及（jí）硬化时间，以提高生产率。

2、射（shè）砂压（yā）力及时（shí）间

射砂时间一般（bān）控制在3～10s，时间过短则砂型（芯）不（bú）能成型。射砂压（yā）力一般为0.6MPa左（zuǒ）右（yòu）；压力过低（dī）时，易造成（chéng）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（xíng）（芯）的厚度与铸型的温（wēn）度，一般（bān）在60～120s左右。时间过短，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（xiǎng）铸件质量。覆膜砂造型（芯）工（gōng）艺（yì）参（cān）数实例：序号（hào）图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时（shí）间（s）硬化时间（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、覆膜砂应用中存在的问题及（jí）解决（jué）对（duì）策

制芯（xīn）的方法种类很多，总的可以划分为（wéi）热（rè）固性方法和冷固性方法两大类，覆膜砂制芯属于（yú）热固性方法类。任何一（yī）种制芯方法（fǎ）都有其自（zì）身的优点和缺点，这主要取决于产（chǎn）品的质（zhì）量要求、复杂程度、生产批量、生产成本、产品价格等综合因（yīn）素（sù）来决定采（cǎi）用何种制（zhì）芯方法。对（duì）铸件内腔表面质量要求高（gāo），尺（chǐ）寸精度要求（qiú）高（gāo）、形状复杂的砂芯采用覆膜砂制（zhì）芯是非（fēi）常有效的。例如：轿车发动机气缸（gāng）盖的进排气道（dào）砂芯、水（shuǐ）道砂芯、油道砂芯，气缸体的水道砂芯（xīn）、油（yóu）道砂芯，进气岐管、排气岐管的壳芯（xīn）砂芯，液压阀的流道砂芯，汽车涡轮增压器（qì）气（qì）道砂芯等等。但是在（zài）覆（fù）膜砂（shā）使（shǐ）用中还常遇到一些问（wèn）题（tí），这里仅就（jiù）工作中（zhōng）的体会略谈（tán）一二。

1、覆膜砂的强度和发气量的（de）确定方法

在原砂质（zhì）量和（hé）树脂质量一定的前提下（xià），影响覆膜砂强度的关键因素主要（yào）取于酚（fēn）醛树（shù）脂的加入量（liàng）。酚醛树脂加入量（liàng）多，则（zé）强度（dù）就提（tí）高，但（dàn）发气（qì）量也增加（jiā），溃散性就降低。因（yīn）此在生产应（yīng）用（yòng）中一定要控制覆（fù）膜（mó）砂（shā）的（de）强度来减少发气（qì）量（liàng），提高溃散性（xìng），在强度标准的制订时定要（yào）找到一个平衡点（diǎn）。这个平衡点就（jiù）是（shì）保证砂芯的表面质（zhì）量（liàng）及在浇注时不产生变形（xíng）、不产生断芯前提下的强度。这样（yàng）才能保证铸件的表面（miàn）质（zhì）量和尺（chǐ）寸（cùn）精度（dù），又可以减少发气量，减少铸造件气（qì）孔（kǒng）缺陷，提高砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬运过程中可以采用工（gōng）位器具（jù）、砂芯小（xiǎo）车，并在其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚（hòu）的海绵（mián），这样可以减少（shǎo）砂芯的损耗率。

2、覆膜砂（shā）砂芯的存放期

任何砂芯（xīn）都会吸湿，特别是南方（fāng）地区空气相对湿度大，必（bì）须（xū）对砂芯存放期在（zài）工艺文（wén）件上加以规定，利用精益生产先进先出（chū）的（de）生（shēng）产（chǎn）方式减少砂芯的存放量（liàng）和存放周期。各企业应（yīng）结合自己的厂房条件和当地（dì）的气候条件（jiàn）来（lái）确定砂芯的存放周（zhōu）期。

3、控（kòng）制好覆膜砂（shā）的（de）供货质量

覆膜砂进厂时必须附有供应商的质量保证资料，并且企业根据（jù）抽样标准进行检查，检查合格后（hòu）方可（kě）入库。企业取（qǔ）样检（jiǎn）测不合格时由质（zhì）保（bǎo）和技术部门做出处理结果，是让步接受或（huò）向供应商退货。

4、合格的覆膜砂在制（zhì）芯时（shí）发现砂（shā）芯断裂变形

制芯时砂芯（xīn）的（de）断裂变形通（tōng）常会认（rèn）为覆膜砂强度（dù）低造成的（de）。实际（jì）上砂芯断裂和变形会涉及（jí）到许多生产过程。出现不正常（cháng）情（qíng）况（kuàng），必须要查到真（zhēn）正的原因才（cái）能彻底解决（jué）。具体原因如下：

（１）制芯时模具的温度和留（liú）模（mó）时间，关系到砂芯结壳硬化厚度是否满足工（gōng）艺要求。工艺上所（suǒ）规定的（de）工（gōng）艺（yì）参数都需要（yào）有一个范围，这个范围（wéi）需（xū）靠操作人员的（de）技（jì）能来进行调整。在模具（jù）温度上限时留模时（shí）间（jiān）可以取下限，模具温（wēn）度在下限（xiàn）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）制芯时（shí）在模具上会（huì）粘有酚醛树脂和砂粒，必须进行及时清理并喷上脱模剂，否（fǒu）则会越积（jī）越多开模时会（huì）把（bǎ）砂芯拉断或变（biàn）形。

（３）热芯盒模具（jù）静模上的弹（dàn）簧顶杆，由于长期在高温（wēn）状（zhuàng）态下工作会（huì）产生弹性失效而造成砂芯断裂或变形（xíng）。必须及时更换弹簧（huáng）。

（４）动模和静（jìng）模不平行或不在同一中（zhōng）心（xīn）线上，合模时在油缸或气缸（gāng）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（dàn）在开模时（shí）动（dòng）模和静模仍（réng）会（huì）恢复到原始（shǐ）状态使（shǐ）砂（shā）芯（xīn）断裂或（huò）变形。在这种情况下射砂时（shí）会跑（pǎo）砂，砂芯的尺寸会变大。解决（jué）对策是及时（shí）调整模具的平行度和同（tóng）轴度。

（５）在壳芯机上生产空心砂芯时，从砂芯（xīn）中倒出尚未（wèi）硬（yìng）化的覆膜（mó）砂需要重新使（shǐ）用时，必须进行过筛并未用过的覆膜砂（shā）按３：７比例混合后使用，这样（yàng）才能保证壳芯砂芯的（de）表面质（zhì）量和砂芯强度（dù）。