覆膜砂铸造在铸造领域（yù）已有相当长的历史（shǐ），铸件的产量也相当大（dà）；但采用覆膜（mó）砂铸造生（shēng）产精（jīng）密铸钢件（jiàn）时面临很多难题（tí）：粘砂（结疤）、冷隔、气孔。如何解决这些问题有待于我们（men）去进一步（bù）探（tàn）讨。

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

（1）覆膜砂的特点（diǎn）：具有适（shì）宜（yí）的强度性能；流动性（xìng）好，制出的砂型、砂芯轮廓清（qīng）晰，组（zǔ）织致（zhì）密，能够制造出复杂（zá）的砂芯；砂（shā）型（芯）表（biǎo）面质量好，表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可（kě）达CT7～CT9级；溃散性好（hǎo），铸件容易清（qīng）理。

（2）适用（yòng）范（fàn）围：覆膜砂既可（kě）制作铸型（xíng）又可制（zhì）作（zuò）砂芯（xīn），覆膜（mó）砂的型或芯既可互相配合使用又可与（yǔ）其它砂型（芯）配合使（shǐ）用；不仅（jǐn）可以用于金属型（xíng）重力（lì）铸（zhù）造或低压（yā）铸（zhù）造，也（yě）可以（yǐ）用于铁型覆砂铸造，还可以用（yòng）于热（rè）法离心铸造；不（bú）仅可以用于铸铁、非铁合金铸件的生（shēng）产，还可以用于铸钢（gāng）件的生产。

二、覆（fù）膜砂的制备（bèi）

1．覆膜砂组成

一般由耐火材料（liào）、粘结剂、固化（huà）剂、润滑剂及（jí）特殊添（tiān）加剂组成。

（1）耐火材料是构（gòu）成覆膜砂的（de）主体。对耐火材料的要（yào）求是：耐火度高、挥发物少、颗粒较圆整、坚实（shí）等。一般选用天然擦洗硅砂。对硅砂（shā）的要求（qiú）是：SiO2含（hán）量高（铸（zhù）铁及非铁合金铸件（jiàn）要求大于90%，铸钢（gāng）件要求大于97%）；含（hán）泥（ní）量（liàng）不大（dà）于0.3%（为擦洗砂）--[水洗砂含泥量（liàng）规定小于；粒度①分布在相邻（lín）3～5个筛号上（shàng）；粒形圆整，角（jiǎo）形因素应（yīng）不（bú）大于1.3；酸（suān）耗值（zhí）不小于（yú）5ml。

（2）粘结剂普遍采用酚醛树脂。

（3）固（gù）化（huà）剂通常采用乌（wū）洛托（tuō）品；润滑剂一般采（cǎi）用硬脂酸钙，其作（zuò）用是防止覆（fù）膜砂结块（kuài），增（zēng）加流动（dòng）性。添（tiān）加剂的主要（yào）作用（yòng）是改善（shàn）覆膜砂（shā）的（de）性（xìng）能。

（4）覆膜砂的基本配比 成分 配比（质量分数，%） 说明（míng）：原砂 100 擦洗砂， 酚（fēn）醛树脂 1.0～3.0 占原砂重 ，乌（wū）洛托品（pǐn）（水（shuǐ）溶液（yè）2） 10～15 占树脂重（chóng），硬（yìng）脂酸钙 5～7 占树脂（zhī）重，添加剂 0.1～0.5 占原（yuán）砂重 。1：2） 10～15 占树（shù）脂重（chóng），硬脂酸钙（gài） 5～7 占树脂（zhī）重，添（tiān）加剂 0.1～0.5 占原砂重 。

２．覆膜砂（shā）的生产工艺 　

覆膜砂的制备工（gōng）艺主（zhǔ）要（yào）有（yǒu）冷法覆（fù）膜、温（wēn）法覆（fù）膜（mó）、热法覆膜三种，目前覆膜砂的生产几乎都是采（cǎi）用热覆膜法。热法覆膜工艺是（shì）先（xiān）将原砂加热到一定温度，然后分（fèn）别与树脂、乌洛（luò）托品（pǐn）水溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和筛分而成。由（yóu）于配方的差异，混（hún）制工（gōng）艺有所不同。目前国内覆膜（mó）砂生（shēng）产线的种类很多，手工加（jiā）料的半（bàn）自动生产线约（yuē）有2000~2300条，电脑控制的全自动生产线也已经有将近（jìn）50条，有效提（tí）高了（le）生产效率和（hé）产品（pǐn）稳定性。例如（rú）xx铸造有限（xiàn）公司的自动化（huà）可视（shì）生产（chǎn）线，其加料时间控制精确到0.1秒，加热温（wēn）度（dù）控制精确到（dào）1/10℃，并且可以通过视频（pín）时（shí）时（shí）观察混砂状态，生产（chǎn）效率达到6吨/小时。

３．覆膜砂的主（zhǔ）要产（chǎn）品类型（xíng）　

（1）普通（tōng）类覆膜砂 　普通覆（fù）膜砂即（jí）传统（tǒng）覆膜（mó）砂，其组成通常由石英砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品（pǐn）和硬脂酸钙构（gòu）成，不加有（yǒu）关添加剂，其树脂（zhī）加入量通常在一定强度要（yào）求下（xià）相对较高，不具备耐高温，低膨胀、低发气等特性，适用（yòng）于要求不（bú）高（gāo）的铸件（jiàn）生产。

（2）高强（qiáng）度低发气类覆膜（mó）砂 　特点（diǎn）：高（gāo）强度、低（dī）膨胀、低发气、慢（màn）发（fā）气、抗氧化 简介:高强度低发（fā）气覆膜砂（shā）是普通覆膜砂的更新换（huàn）代产品（pǐn），通过加入（rù）有关特性（xìng）的“添加剂”和采用新（xīn）的配制工艺，使（shǐ）树脂用（yòng）量大（dà）幅（fú）度下降，其强度比普通（tōng）覆膜砂高30%以上（shàng），发气量显著（zhe）降低（dī），并能延缓（huǎn）发气速度，能更好地适应（yīng）铸件生产的需要。该类覆（fù）膜（mó）砂主要适用于铸铁件中，中（zhōng）小铸钢、合（hé）金铸钢件的生产。目前该类（lèi）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砂；GD-3高强度低膨胀低发（fā）气抗氧化（huà）覆（fù）膜。

（3）耐高温(类)覆膜砂(ND型) 　特（tè）点（diǎn）：耐高温、高强度、低膨胀、低发气（qì）、慢发气、易溃散（sàn）、抗氧化 简（jiǎn）介:耐高（gāo）温覆膜（mó）砂是通过（guò）特殊工（gōng）艺配方技（jì）术生产出（chū）的具有优异高（gāo）温性能(高温下强度高、耐（nài）热时（shí）间长、热（rè）膨胀量小、发气量（liàng）低)和综合铸造性能的新型覆膜砂。该（gāi）类（lèi）覆（fù）膜砂特别适用于复杂薄（báo）壁精密的铸铁件(如汽车发（fā）动机缸体（tǐ）、缸盖等)以及高（gāo）要求的铸钢（gāng）件（jiàn）(如集（jí）装箱角和火车刹车缓；中（zhōng）器壳件等)的生产，可有效消除粘砂（shā）、变形、热（rè）裂和气孔等铸造缺陷。目前该覆膜砂有四个系列：VND-1耐高温覆膜砂. ND-2耐高温低膨胀低发气覆膜砂 ND-3耐高温低膨胀低发（fā）气抗氧化覆（fù）膜砂 ND-4耐（nài）高（gāo）温高强底低膨胀低发气覆膜

（4）易溃散类覆膜砂　具有较好（hǎo）的（de）强度，同（tóng）时具有优异的低（dī）温溃散性能，适用于生产有色金属铸件。

（5）其它特殊（shū）要求覆膜砂　为适应不同（tóng）产品的需要，开（kāi）发出了系列特（tè）种覆膜砂如：离心铸（zhù）造用覆（fù）膜砂、激冷（lěng）覆膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹（wén）、防橘皮覆（fù）膜砂等。　

三、覆（fù）膜砂制芯主要工艺（yì）过程

加热温度200-300℃、固化时（shí）间30-150s、射砂压力0.15-0.60MPa。形状简单的（de）砂（shā）芯、流动（dòng）性好的覆（fù）膜砂可选（xuǎn）用较低的（de）射（shè）砂压力，细薄砂（shā）芯选择较低的加热温度，加（jiā）热温度低时可适当延长固化时间等（děng）。覆膜砂所使用的树（shù）脂是酚醛类树脂。制芯工艺（yì）的优点：具有适宜的强度（dù）性能；流动性好；砂（shā）芯表面（miàn）质量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸湿性强；溃散（sàn）性好，铸件容易清（qīng）理（lǐ）。

1、铸型（模具）温度

铸型温度是影响壳层（céng）厚度及强度（dù）的（de）主要因素之一（yī）,一般控（kòng）制在220～260℃,并根据（jù）下列原则选定:

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

（2）保证形成需（xū）要的（de）壳厚且壳型（芯）表面（miàn）不焦化；

（3）尽量缩短结壳及（jí）硬（yìng）化（huà）时间，以提高生产率（lǜ）。

 2、射（shè）砂压力及（jí）时间

射砂时（shí）间一般控制在3～10s，时（shí）间过短则砂型（芯（xīn））不能成型。射砂（shā）压力一般为0.6MPa左右；压力过低（dī）时，易造（zào）成（chéng）射不足或疏松现象。3、硬化时（shí）间（jiān）：硬化时（shí）间的长短（duǎn）主（zhǔ）要取决于砂型（芯）的（de）厚度与铸型的温度，一般在60～120s左右（yòu）。时间过短，壳（ké）层未完全固化则强度低；时间过长，砂型（芯）表面层易烧焦影响铸件质量。覆膜砂（shā）造型（芯）工艺参数实例（lì）：序号 图号（hào） 壳厚（hòu）（㎜） 重量（㎏） 铸型温度（℃） 射砂时间（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、覆膜砂（shā）应用中存在的问题及解（jiě）决对策

制芯的方法种类（lèi）很多，总的可以划分为（wéi）热固性方法和冷固（gù）性方法两大类，覆膜（mó）砂制（zhì）芯属于热固性方法（fǎ）类。任何一（yī）种（zhǒng）制（zhì）芯方法（fǎ）都有其自身（shēn）的（de）优点和缺点，这（zhè）主要取决（jué）于（yú）产品的质量要求、复（fù）杂（zá）程度、生产批量、生产成（chéng）本、产品价格等综（zōng）合因素来决定采用何种制芯方（fāng）法。对铸件内腔表面质量要求高，尺寸精（jīng）度要（yào）求高、形状复杂的砂芯采用覆膜砂制芯是非常有（yǒu）效的。例（lì）如：轿（jiào）车发动机（jī）气缸（gāng）盖的进排气（qì）道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的水（shuǐ）道砂芯、油道砂（shā）芯，进气岐管、排气岐管的壳芯砂（shā）芯，液压阀的流道砂芯，汽车涡轮增压（yā）器气道（dào）砂芯（xīn）等等。但是在覆膜砂使用中还（hái）常遇（yù）到一些（xiē）问题，这里（lǐ）仅就（jiù）工作中的体会略谈（tán）一（yī）二。

1、覆膜砂的强（qiáng）度和发气量的确定方法

在原（yuán）砂质量和树（shù）脂质量一（yī）定的前提下（xià），影响覆膜砂强度的关键（jiàn）因素主要取于酚醛树脂的（de）加入（rù）量。酚醛树脂加入量多，则强度就提高，但发气量也增加，溃散性就降低。因此在生（shēng）产应（yīng）用中（zhōng）一定要控（kòng）制覆膜砂的强度来（lái）减（jiǎn）少发气量，提高溃散（sàn）性，在强度标（biāo）准的制订时定要找（zhǎo）到一个平衡点。这个平衡点（diǎn）就（jiù）是保证砂（shā）芯的表面质量及在浇注时不产生变形、不产（chǎn）生断芯前提下的强度。这样才能保证铸件的（de）表面（miàn）质量和尺（chǐ）寸精（jīng）度，又（yòu）可以减少发气量（liàng），减少（shǎo）铸造件气孔缺陷，提高砂（shā）芯的出砂（shā）性能。对砂（shā）芯存放，搬运过程中可以采用工位（wèi）器具（jù）、砂芯小车，并在其上面铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样可以（yǐ）减少砂芯的（de）损耗率。

2、覆膜砂砂芯的（de）存放期

任何砂芯都会吸湿，特别（bié）是南方地区空气相对湿（shī）度大，必须对砂芯存放期在工（gōng）艺文件上加以（yǐ）规定（dìng），利用精益生产先进先出的生产方式减少砂芯（xīn）的存（cún）放量和存放周期。各（gè）企业应结合自己的厂房（fáng）条件和（hé）当地的气候（hòu）条件来确定砂芯的存放（fàng）周期。

3、控制好覆膜砂（shā）的供货质（zhì）量

覆（fù）膜（mó）砂进厂时必须附有（yǒu）供应商的质量（liàng）保证（zhèng）资料，并（bìng）且企业根据（jù）抽样标准（zhǔn）进行检查，检（jiǎn）查合格（gé）后方可入库（kù）。企业取样检测不合格时由（yóu）质保和技（jì）术部门做（zuò）出处理（lǐ）结果，是（shì）让步接受（shòu）或（huò）向供应商退（tuì）货。

4、合（hé）格的覆膜砂（shā）在制芯时发（fā）现砂芯断裂（liè）变形

制芯时砂（shā）芯的（de）断裂（liè）变形通常会认为（wéi）覆膜砂强（qiáng）度低造成的。实际上砂芯断裂和（hé）变形会（huì）涉（shè）及到许多（duō）生产过程（chéng）。出现（xiàn）不正常情况，必须（xū）要查到真正的原因（yīn）才能（néng）彻底（dǐ）解决。具体原因如下：

（１）制芯时模具的温度和留（liú）模时间，关系（xì）到砂芯结（jié）壳硬化厚度（dù）是否（fǒu）满足工艺（yì）要求（qiú）。工艺上所规定（dìng）的（de）工（gōng）艺参数都（dōu）需要有一个范围，这（zhè）个范围需靠操作人员的技能来（lái）进行调整。在模具（jù）温度（dù）上限时留模时间可（kě）以取下限，模（mó）具温（wēn）度在下限时留模时间取上限（xiàn）。对操作人员需要（yào）不断（duàn）地培训（xùn）提高操作技能。

（２）制芯时在（zài）模具上会粘有酚醛树（shù）脂和砂粒，必须进行及（jí）时清理并喷（pēn）上脱模剂，否则会越积越（yuè）多开模（mó）时会把（bǎ）砂芯（xīn）拉断或变形。

（３）热芯盒模具静模（mó）上的弹簧（huáng）顶杆，由（yóu）于长期在高温状态下（xià）工作会产生弹（dàn）性（xìng）失效而（ér）造成砂芯断裂或（huò）变（biàn）形。必须及时更（gèng）换弹簧（huáng）。

（４）动模和静模不平（píng）行（háng）或不在同一中心线上，合模时在油缸或气缸（gāng）的压力作用下，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（fù）到原始状态使砂芯（xīn）断裂或变形。在这种情况下（xià）射砂时会跑砂，砂（shā）芯的尺寸会变大。解决（jué）对策是及时调整模（mó）具的平行度和同轴度。

（５）在壳（ké）芯机（jī）上生产空心砂芯时，从砂芯中倒出尚未（wèi）硬化的覆膜砂（shā）需（xū）要重新使用时（shí），必（bì）须进（jìn）行过筛并（bìng）未用过的（de）覆（fù）膜砂按３：７比（bǐ）例混合后使用，这样才能保证壳芯砂芯的表面质量（liàng）和砂（shā）芯强度（dù）。