覆膜（mó）砂（shā）铸造（zào）在铸造领域（yù）已有相当长的历史，铸件的产量也相（xiàng）当大（dà）；但采用覆膜砂铸造生产精密铸钢件（jiàn）时面临很多难题：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如何解（jiě）决这些问（wèn）题有待于我们去进一步探（tàn）讨。

一（yī）、对覆膜砂（shā）的认识与了（le）解（覆膜砂属于（yú）有机粘结剂型、芯砂）

（1）覆膜砂的特（tè）点：具有适宜的强度性能；流动性好，制出（chū）的砂型、砂芯轮廓清（qīng）晰，组织致密，能够制（zhì）造出复杂的砂（shā）芯；砂型（芯）表面质（zhì）量好，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（shā）芯，覆膜砂的型或芯既可（kě）互相配合使用又可（kě）与其它砂型（芯）配合使用；不（bú）仅可以（yǐ）用（yòng）于金属型重力铸造或低压铸造（zào），也可以用于铁型覆砂铸造，还可以用于热法离心铸造（zào）；不仅可以用于铸铁、非铁合（hé）金（jīn）铸（zhù）件（jiàn）的生产，还可（kě）以用（yòng）于铸钢件的生产。

二、覆膜砂的制（zhì）备（bèi）

1．覆膜（mó）砂组成（chéng）

一般由耐火（huǒ）材（cái）料、粘（zhān）结剂（jì）、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（zhǔ）体。对耐火材料的要求是：耐火度高、挥发（fā）物少、颗粒较圆（yuán）整（zhěng）、坚实等。一般选用天然擦洗硅砂（shā）。对硅砂的要求是：SiO2含量高（铸铁及非铁合金铸（zhù）件要求大于90%，铸钢（gāng）件要求大于97%）；含泥量不大（dà）于0.3%（为擦洗砂（shā））--[水洗（xǐ）砂含泥量规定小于；粒度①分布在（zài）相邻3～5个筛号上；粒形圆整，角（jiǎo）形因素应不大于1.3；酸耗（hào）值不小于5ml。

（2）粘结剂普遍（biàn）采用酚醛（quán）树脂。

（3）固化剂通常（cháng）采用乌洛托品（pǐn）；润滑剂一（yī）般（bān）采用硬（yìng）脂酸钙，其作（zuò）用是防（fáng）止覆膜砂（shā）结块，增加（jiā）流动性。添（tiān）加剂的主要作用是改善覆膜砂的性能。

（4）覆（fù）膜砂的基本配比 成分（fèn） 配比（质量分数，%） 说明：原砂 100 擦洗（xǐ）砂， 酚醛树（shù）脂（zhī） 1.0～3.0 占原砂重 ，乌洛托（tuō）品（pǐn）（水溶液2） 10～15 占（zhàn）树脂重（chóng），硬脂酸钙 5～7 占树脂（zhī）重，添加剂（jì） 0.1～0.5 占原砂重 。1：2） 10～15 占树脂重，硬脂酸（suān）钙 5～7 占（zhàn）树脂重，添加剂 0.1～0.5 占（zhàn）原砂重 。

２．覆膜砂的生（shēng）产工艺 　

覆膜砂的制备（bèi）工艺主（zhǔ）要有冷法覆膜、温法覆膜、热法覆膜三（sān）种（zhǒng），目（mù）前覆膜砂的生（shēng）产几乎都是采用热覆（fù）膜法。热法覆膜工艺（yì）是先将原砂加热到一定温度，然（rán）后分别与树脂、乌洛托品水溶液（yè）和硬脂酸（suān）钙混合搅拌，经冷（lěng）却（què）破碎和筛分（fèn）而成。由于配方的差异，混制工艺有所不同（tóng）。目前国内（nèi）覆膜砂生产线的种类很多，手工加料的半自动生产线约有2000~2300条（tiáo），电（diàn）脑控制的（de）全自动生产线也已经有将近50条，有效提高了生（shēng）产（chǎn）效（xiào）率和产品稳（wěn）定性。例如xx铸造有限（xiàn）公司的自动化可视生产线，其加（jiā）料时间控制精确到（dào）0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并且可以通（tōng）过视频时时观（guān）察（chá）混砂状态（tài），生产效率达到6吨/小时。

３．覆膜砂的主要产品类（lèi）型　

（1）普（pǔ）通类覆膜（mó）砂（shā） 　普通覆（fù）膜（mó）砂即传（chuán）统覆膜砂，其组成通常由石英（yīng）砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品（pǐn）和硬脂酸钙构成，不加（jiā）有（yǒu）关（guān）添加（jiā）剂，其（qí）树脂加入量通常（cháng）在一定强度要（yào）求（qiú）下相对较高，不具备耐（nài）高温，低膨胀、低发气等特性，适用于要求不高（gāo）的铸件（jiàn）生（shēng）产。

（2）高强度低发气类覆膜砂 　特点：高强度、低膨胀、低发气、慢（màn）发气、抗氧化 简（jiǎn）介:高强度低发气覆（fù）膜砂（shā）是（shì）普（pǔ）通覆膜砂的更（gèng）新换代产品，通过加入有关特性的“添加剂”和采用新的配制工艺（yì），使（shǐ）树脂用（yòng）量大幅度下降，其强度比普（pǔ）通覆膜砂高30%以上，发气量显著降低，并（bìng）能延缓（huǎn）发气速度，能更（gèng）好地适应铸件（jiàn）生产的需要。该类覆膜砂主（zhǔ）要适用于铸铁件（jiàn）中（zhōng），中小铸钢、合金（jīn）铸钢件的生产。目（mù）前该类覆膜砂有三个系列：GD-1高强度低发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀低发气覆膜（mó）砂；GD-3高强度低膨胀（zhàng）低发气（qì）抗氧化覆膜（mó）。

（3）耐（nài）高（gāo）温（wēn）(类)覆（fù）膜（mó）砂(ND型) 　特点（diǎn）：耐高温、高强度、低（dī）膨胀、低（dī）发气（qì）、慢发气、易溃散、抗氧化 简介:耐（nài）高温覆膜砂是通过（guò）特殊工艺配方技（jì）术（shù）生产出的（de）具（jù）有优异高温性能(高温下强度（dù）高、耐热（rè）时间长、热膨胀量小、发气（qì）量低（dī）)和综合（hé）铸造性能的新型覆膜砂（shā）。该类覆膜（mó）砂特别（bié）适用于（yú）复杂薄壁精密的铸铁件(如汽车发（fā）动机（jī）缸体、缸盖等)以及高（gāo）要（yào）求的铸钢（gāng）件(如集装（zhuāng）箱（xiāng）角和火车（chē）刹车缓；中器（qì）壳件等（děng）)的生产，可（kě）有效消除（chú）粘砂、变形、热裂和气孔（kǒng）等铸（zhù）造（zào）缺陷。目前该覆膜（mó）砂有四个系（xì）列（liè）：VND-1耐高温覆膜砂. ND-2耐高温低膨（péng）胀低发气覆膜砂 ND-3耐高温（wēn）低膨胀低发气抗氧化覆膜（mó）砂 ND-4耐（nài）高温高强底（dǐ）低膨胀低（dī）发（fā）气覆膜

（4）易溃散类覆膜砂　具有较好的强度，同时（shí）具有优异（yì）的（de）低（dī）温溃散性能，适（shì）用于生产有色（sè）金属铸件（jiàn）。

（5）其它特殊要（yào）求覆（fù）膜砂　为适应不（bú）同产品的需要，开发出了系列特种覆膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激（jī）冷覆膜（mó）砂、湿态覆膜砂（shā）、防粘砂（shā）、防（fáng）脉纹、防橘皮覆膜砂等。　

三（sān）、覆膜砂制芯主要工艺过程

加热（rè）温度（dù）200-300℃、固化时间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简（jiǎn）单的砂芯、流（liú）动性好的覆膜砂可选用（yòng）较低（dī）的射砂（shā）压力，细薄砂芯（xīn）选择较低的加（jiā）热温（wēn）度，加热温度低时可适当延长（zhǎng）固化时间等（děng）。覆膜砂（shā）所使用的树脂是酚醛类（lèi）树（shù）脂。制（zhì）芯工（gōng）艺的（de）优点：具有适宜（yí）的强度性（xìng）能；流动（dòng）性好；砂（shā）芯表面质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿（shī）性强（qiáng）；溃散性（xìng）好，铸件容易清理。

1、铸（zhù）型（模具）温度

铸型温度是影响壳层厚（hòu）度及强度的主要（yào）因（yīn）素之一,一般控（kòng）制在220～260℃,并根据下列原则选定（dìng）:

（1）保证覆膜砂上（shàng）的树（shù）脂软化及（jí）固化所需的足够（gòu）热量；

（2）保证（zhèng）形（xíng）成需要的壳（ké）厚且壳型（芯）表面不焦化；

（3）尽（jìn）量缩短结壳及硬化（huà）时间，以提高生产率。

 2、射砂压力及时间

射砂时间一般控制在3～10s，时间过短则砂（shā）型（芯）不能成型。射砂（shā）压（yā）力一般为0.6MPa左右；压力过低时（shí），易造成射不（bú）足或疏松现象。3、硬化（huà）时间：硬化（huà）时间的（de）长短主要取决于砂（shā）型（芯）的（de）厚度与铸（zhù）型的温度，一般在60～120s左右。时（shí）间过短，壳层未完全固化则（zé）强度低；时间过（guò）长，砂型（xíng）（芯）表面层易烧焦影响铸件质量。覆膜砂造型（xíng）（芯）工艺参数实例：序号 图号 壳厚（㎜） 重量（㎏） 铸（zhù）型温（wēn）度（℃） 射（shè）砂（shā）时间（jiān）（s） 硬化时间（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（mó）砂（shā）应用中存在的问（wèn）题及解决对策

制芯（xīn）的方法种类很多，总（zǒng）的可以划分为（wéi）热固性方法和（hé）冷固性方（fāng）法两大类，覆膜砂制芯属于热固（gù）性方法类。任何一种制芯方法（fǎ）都有其自身（shēn）的优点和缺点，这主（zhǔ）要（yào）取决于产品（pǐn）的（de）质量要求（qiú）、复杂程（chéng）度、生产批量、生产（chǎn）成（chéng）本、产品价格等综（zōng）合（hé）因素来决定（dìng）采用（yòng）何种（zhǒng）制芯方（fāng）法。对铸件内腔表面质（zhì）量要求高，尺寸精度要求高、形状复杂的砂芯采用覆（fù）膜砂制芯是非常有效的。例如：轿车（chē）发动机气缸盖的（de）进排气道（dào）砂（shā）芯、水道砂芯、油道砂（shā）芯，气缸体（tǐ）的水道砂（shā）芯、油道砂芯，进（jìn）气岐管（guǎn）、排气岐管的壳芯砂芯，液压阀的（de）流道砂芯，汽车涡轮（lún）增压（yā）器（qì）气道砂芯等等。但（dàn）是在覆膜砂使用中还常遇到（dào）一些问题，这里仅就工作中的体（tǐ）会略谈一二。

1、覆膜砂的强度（dù）和发气量的确定方法

在原砂质量（liàng）和（hé）树脂质量一定（dìng）的前提下，影响覆膜（mó）砂（shā）强度的（de）关键因素（sù）主要取于酚醛树脂的（de）加入量。酚醛树脂加入（rù）量多，则强度就提高，但（dàn）发气量（liàng）也增加，溃散性就降低。因此（cǐ）在生产应用中一定要控制覆膜砂的强度来减少发气（qì）量，提高溃散（sàn）性（xìng），在（zài）强度标准的（de）制订时定要（yào）找（zhǎo）到一个平衡点。这个平衡点就是保证砂芯的表（biǎo）面质量（liàng）及（jí）在浇注时不（bú）产生变形（xíng）、不产（chǎn）生（shēng）断芯前提下的强度。这样才能保证铸件的（de）表面质量（liàng）和尺寸精度，又可以减少发气量，减少铸造件气（qì）孔缺陷，提高砂芯的出砂性能（néng）。对砂芯存放，搬运过程中可以采用工位器具、砂芯小（xiǎo）车，并在其（qí）上面铺有（yǒu）10ｍｍ～15ｍｍ厚（hòu）的海绵，这样（yàng）可以减少砂芯的（de）损耗率。

2、覆膜（mó）砂砂芯的存（cún）放期

任何砂芯都会吸湿，特别是南方地区空气相（xiàng）对湿（shī）度大，必须对砂（shā）芯（xīn）存放期在工艺文件上加以规定，利（lì）用精益生产（chǎn）先进先出的生产方式减少砂芯的存放（fàng）量和（hé）存（cún）放周期。各企业应结合（hé）自己的厂房条件和当地（dì）的气候条件来确定砂（shā）芯的存放周期（qī）。

3、控制好覆膜砂的供货质量

覆膜砂进厂时必须附有（yǒu）供应商的质量保证资料（liào），并且企业根据抽样标（biāo）准进行检（jiǎn）查，检查合（hé）格后（hòu）方可入库。企业（yè）取样检测不合格时由质（zhì）保（bǎo）和技（jì）术部门做出处理结果，是让步接受或向供应（yīng）商退（tuì）货。

4、合（hé）格的覆膜砂在制芯时发现（xiàn）砂芯断裂变形

制芯时砂芯的断裂（liè）变形（xíng）通（tōng）常（cháng）会认为覆膜（mó）砂强（qiáng）度低（dī）造成（chéng）的。实（shí）际上砂芯断裂和变形会涉及（jí）到许多（duō）生产过程。出（chū）现不正（zhèng）常情况，必须要查到（dào）真正的原（yuán）因才能彻底解决。具体原（yuán）因如下：

（１）制芯时模具（jù）的（de）温度和留模时间，关系到砂芯结壳硬化厚度是（shì）否满足工艺要求。工（gōng）艺（yì）上所规定的工艺参数（shù）都（dōu）需要有一（yī）个范围，这个范围（wéi）需靠操作人员的技（jì）能（néng）来（lái）进（jìn）行调（diào）整。在模（mó）具温（wēn）度上限时留模时间可以取下限，模具（jù）温度在下限时留模时间取上限。对操作人员需要不断地培训提高操作（zuò）技能。

（２）制（zhì）芯时在模具上会粘有酚（fēn）醛树脂和（hé）砂粒，必须进行及时清（qīng）理并喷上脱模剂，否则会（huì）越积越多开模时会把（bǎ）砂芯拉断或变形。

（３）热芯盒模（mó）具静（jìng）模上的弹簧顶杆，由（yóu）于长期（qī）在高温状态下工作会产生弹性失（shī）效而（ér）造成砂芯断裂或变形。必须及时更（gèng）换弹簧。

（４）动模（mó）和静（jìng）模不平行或不在同一中心（xīn）线上，合模时（shí）在油缸（gāng）或气缸的（de）压力作（zuò）用下，定位销前端有一段斜度，模具还（hái）是会合紧，但在开模时动模和静模仍会恢复到原（yuán）始状态使砂芯断裂（liè）或（huò）变形。在这种情况下射砂（shā）时会（huì）跑砂，砂芯的尺寸会变大。解（jiě）决对策是及时（shí）调整模具的平行度和同轴度。

（５）在壳芯机上生产空心（xīn）砂芯时，从砂芯中（zhōng）倒出（chū）尚未硬化的覆膜砂（shā）需要（yào）重新使用时（shí），必须进行过筛并未用过（guò）的覆膜砂按（àn）３：７比例混合后使（shǐ）用，这样才能保（bǎo）证壳芯砂芯的（de）表面质量（liàng）和砂芯（xīn）强度。