覆膜砂鑄造在鑄造范疇已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，鑄件的產(chǎn)量也相當(dāng)大；但采用覆膜砂鑄造消費(fèi)精細(xì)鑄鋼件時(shí)面臨很多難題：粘砂（結(jié)疤）、冷隔、氣孔。如何處理這些問(wèn)題有待于我們?nèi)ミM(jìn)一步討論。 

 

一、對(duì)覆膜砂的認(rèn)識(shí)與理解（覆膜砂屬于有機(jī)粘結(jié)劑型、芯砂）：

（1）覆膜砂的特性：具有適合的強(qiáng)度性能；活動(dòng)性好，制出的砂型、砂芯輪廓明晰，組織致密，可以制造出復(fù)雜的砂芯；砂型（芯）外表質(zhì)量好，外表粗糙度可達(dá)Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可達(dá)CT7～CT9級(jí)；潰散性好，鑄件容易清算。

（2）適用范圍：覆膜砂既可制造鑄型又可制造砂芯，覆膜砂的型或芯既可相互配合運(yùn)用又可與其它砂型（芯）配合運(yùn)用；不只能夠用于金屬型重力鑄造或低壓鑄造，也能夠用于鐵型覆砂鑄造，還能夠用于熱法離心鑄造；不只能夠用于鑄鐵、非鐵合金鑄件的消費(fèi)，還能夠用于鑄鋼件的消費(fèi)。

 

二、覆膜砂的制備：1）覆膜砂普通由耐火資料、粘結(jié)劑、固化劑、光滑劑及特殊添加劑組成。

（1）耐火資料是構(gòu)成覆膜砂的主體。對(duì)耐火資料的請(qǐng)求是：耐火度高、揮發(fā)物少、顆粒較圓整、堅(jiān)實(shí)等。普通選用自然擦洗硅砂。對(duì)硅砂的請(qǐng)求是：SiO2含量高（鑄鐵及非鐵合金鑄件請(qǐng)求大于90%，鑄鋼件請(qǐng)求大于97%）；含泥量不大于0.3%（為擦洗砂）--[水洗砂含泥量規(guī)則小于；粒度①散布在相鄰3～5個(gè)篩號(hào)上；粒形圓整，角形要素應(yīng)不大于1.3；酸耗值不小于5ml。

（2）粘結(jié)劑普遍采用酚醛樹(shù)脂。

（3）固化劑通常采用烏洛托品；光滑劑普通采用硬脂酸鈣，其作用是避免覆膜砂結(jié)塊，增加活動(dòng)性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。

（4）覆膜砂的根本配比 成分 配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%） 闡明 原砂 100 擦洗砂 酚醛樹(shù)脂 1.0～3.0 占原砂重 烏洛托品（水溶液1：

1） 10～15 占樹(shù)脂重 硬脂酸鈣 5～7 占樹(shù)脂重 添加劑 0.1～0.5 占原砂重

2）覆膜砂的消費(fèi)工藝 　覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種，目前覆膜砂的消費(fèi)簡(jiǎn)直都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度，然后分別與樹(shù)脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌，經(jīng)冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差別，混制工藝有所不同。目前國(guó)內(nèi)覆膜砂消費(fèi)線的品種很多，手工加料的半自動(dòng)消費(fèi)線約有2000~2300條，電腦控制的全自動(dòng)消費(fèi)線也曾經(jīng)有將近50條，有效進(jìn)步了消費(fèi)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性。例如xx鑄造有限公司的自動(dòng)化可視消費(fèi)線，其加料時(shí)間控制準(zhǔn)確到0.1秒，加熱溫度控制準(zhǔn)確到1/10℃，并且能夠經(jīng)過(guò)視頻時(shí)時(shí)察看混砂狀態(tài)，消費(fèi)效率到達(dá)6噸/小時(shí)。

3）覆膜砂的主要產(chǎn)品類型　

（1）普通類覆膜砂 　簡(jiǎn)介:普通覆膜砂即傳統(tǒng)覆膜砂，其組成通常由石英砂，熱塑性酚醛樹(shù)脂，烏洛托品和硬脂酸鈣構(gòu)成，不加有關(guān)添加劑，其樹(shù)脂參加量通常在一定強(qiáng)度請(qǐng)求下相對(duì)較高，不具備耐高溫，低收縮、低發(fā)氣等特性，適用于請(qǐng)求不高的鑄件消費(fèi)。

（2）高強(qiáng)度低發(fā)氣類覆膜砂 特性：高強(qiáng)度、低收縮、低發(fā)氣、慢發(fā)氣、抗氧化 簡(jiǎn)介:高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂是普通覆膜砂的更新?lián)Q代產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)參加有關(guān)特性的“添加劑”和采用新的配制工藝，使樹(shù)脂用量大幅度降落，其強(qiáng)度比普通覆膜砂高30%以上，發(fā)氣量顯著降低，并能延緩發(fā)氣速度，能更好地順應(yīng)鑄件消費(fèi)的需求。該類覆膜砂主要適用于鑄鐵件中，中小鑄鋼、合金鑄鋼件的消費(fèi)。目前該類覆膜砂有三個(gè)系列：GD-1高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂；GD-2高強(qiáng)度低收縮低發(fā)氣覆膜砂；GD-3高強(qiáng)度低收縮低發(fā)氣抗氧化覆膜。

（3）耐高溫(類)覆膜砂(ND型) 特性：耐高溫、高強(qiáng)度、低收縮、低發(fā)氣、慢發(fā)氣、易潰散、抗氧化 簡(jiǎn)介:耐高溫覆膜砂是經(jīng)過(guò)特殊工藝配方技術(shù)消費(fèi)出的具有優(yōu)良高溫性能(高溫下強(qiáng)度高、耐熱時(shí)間長(zhǎng)、熱收縮量小、發(fā)氣量低)和綜合鑄造性能的新型覆膜砂。該類覆膜砂特別適用于復(fù)雜薄壁精細(xì)的鑄鐵件(如汽車發(fā)起機(jī)缸體、缸蓋等)以及高請(qǐng)求的鑄鋼件(如集裝箱角和火車剎車緩；中器殼件等)的消費(fèi)，可有效消弭粘砂、變形、熱裂和氣孔等鑄造缺陷。目前該覆膜砂有四個(gè)系列：VND-1耐高溫覆膜砂. ND-2耐高溫低收縮低發(fā)氣覆膜砂 ND-3耐高溫低收縮低發(fā)氣抗氧化覆膜砂 ND-4耐高溫高強(qiáng)底低收縮低發(fā)氣覆膜

（4）易潰散類覆膜砂　具有較好的強(qiáng)度，同時(shí)具有優(yōu)良的低溫潰散性能，適用于消費(fèi)有色金屬鑄件。

（5）其它特殊請(qǐng)求覆膜砂　為順應(yīng)不同產(chǎn)品的需求，開(kāi)發(fā)出了系列特種覆膜砂如：離心鑄造用覆膜砂、激冷覆膜砂、濕態(tài)覆膜砂、防粘砂、防脈紋、防橘皮覆膜砂等?！⊥瑫r(shí)2004年推出的快速固化覆膜砂在具有各項(xiàng)性能的根底上能夠?qū)⒐袒俣冗M(jìn)步30-70%，有效進(jìn)步消費(fèi)效率，并節(jié)約能源。

 

三、覆膜砂制芯主要工藝過(guò)程：

     加熱溫度200-300℃、固化時(shí)間30-150s、射砂壓力0.15-0.60MPa。外形簡(jiǎn)單的砂芯、活動(dòng)性好的覆膜砂可選用較低的射砂壓力，細(xì)薄砂芯選擇較低的加熱溫度，加熱溫度低時(shí)可恰當(dāng)延長(zhǎng)固化時(shí)間等。覆膜砂所運(yùn)用的樹(shù)脂是酚醛類樹(shù)脂。

    制芯工藝的優(yōu)點(diǎn)：具有適合的強(qiáng)度性能；活動(dòng)性好；砂芯外表質(zhì)量好（Ra=6.3-12.5μm）；砂芯抗吸濕性強(qiáng)；潰散性好，鑄件容易清算。

1、鑄型（模具）溫度：鑄型溫度是影響殼層厚度及強(qiáng)度的主要要素之一,普通控制在220～260℃,并依據(jù)下列準(zhǔn)繩選定:

（1）保證覆膜砂上的樹(shù)脂軟化及固化所需的足夠熱量；

（2）保證構(gòu)成需求的殼厚且殼型（芯）外表不焦化；

（3）盡量縮短結(jié)殼及硬化時(shí)間，以進(jìn)步消費(fèi)率。

2、射砂壓力及時(shí)間：射砂時(shí)間普通控制在3～10s，時(shí)間過(guò)短則砂型（芯）不能成型。射砂壓力普通為0.6MPa左右；壓力過(guò)低時(shí)，易形成射缺乏或疏松現(xiàn)象。3、硬化時(shí)間：硬化時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于砂型（芯）的厚度與鑄型的溫度，普通在60～120s左右。時(shí)間過(guò)短，殼層未完整固化則強(qiáng)度低；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，砂型（芯）外表層易燒焦影響鑄件質(zhì)量。覆膜砂外型（芯）工藝參數(shù)實(shí)例：序號(hào) 圖號(hào) 殼厚（㎜） 重量（㎏） 鑄型溫度（℃） 射砂時(shí)間（s） 硬化時(shí)間（s） 1 （導(dǎo)向套）DN80-05 8～10 2.5～2.6 220～240 2～3 60～80 2 （閥體）DN05-01 10～12 3.75～3.8 240～260 3～5 80～100

 

四、射芯機(jī)的工作原理：射砂時(shí)緊縮空氣疾速進(jìn)入射砂筒內(nèi),穿過(guò)砂層空隙推進(jìn)砂粒,構(gòu)成砂氣流,使芯砂以較高的速度射入芯盒,在充填芯盒的同時(shí)取得緊實(shí)。

 

五、覆膜砂應(yīng)用中存在的問(wèn)題及處理對(duì)策制芯的辦法品種很多，總的能夠劃分為熱固性辦法和冷固性辦法兩大類，覆膜砂制芯屬于熱固性辦法類。任何一種制芯辦法都有其本身的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，這主要取決于產(chǎn)品的質(zhì)量請(qǐng)求、復(fù)雜水平、消費(fèi)批量、消費(fèi)本錢、產(chǎn)品價(jià)錢等綜合要素來(lái)決議采用何種制芯辦法。對(duì)鑄件內(nèi)腔外表質(zhì)量請(qǐng)求高，尺寸精度請(qǐng)求高、外形復(fù)雜的砂芯采用覆膜砂制芯是十分有效的。例如：轎車發(fā)起機(jī)氣缸蓋的進(jìn)排氣道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，氣缸體的水道砂芯、油道砂芯，進(jìn)氣岐管、排氣岐管的殼芯砂芯，液壓閥的流道砂芯，汽車渦輪增壓器氣道砂芯等等。但是在覆膜砂運(yùn)用中還常遇到一些問(wèn)題，這里僅就工作中的領(lǐng)會(huì)略談一二。

１ 覆膜砂的強(qiáng)度和發(fā)氣量確實(shí)定辦法在原砂質(zhì)量和樹(shù)脂質(zhì)量一定的前提下，影響覆膜砂強(qiáng)度的關(guān)鍵要素主要取于酚醛樹(shù)脂的參加量。酚醛樹(shù)脂參加量多，則強(qiáng)度就進(jìn)步，但發(fā)氣量也增加，潰散性就降低。因而在消費(fèi)應(yīng)用中一定要控制覆膜砂的強(qiáng)度來(lái)減少發(fā)氣量，進(jìn)步潰散性，在強(qiáng)度規(guī)范的制定時(shí)定要找到一個(gè)均衡點(diǎn)。這個(gè)均衡點(diǎn)就是保證砂芯的外表質(zhì)量及在澆注時(shí)不產(chǎn)生變形、不產(chǎn)生斷芯前提下的強(qiáng)度。這樣才干保證鑄件的外表質(zhì)量和尺寸精度，又能夠減少發(fā)氣量，減少鑄造件氣孔缺陷，進(jìn)步砂芯的出砂性能。對(duì)砂芯寄存，搬運(yùn)過(guò)程中能夠采用工位用具、砂芯小車，并在其上面鋪有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海綿，這樣能夠減少砂芯的損耗率。

２ 覆膜砂砂芯的寄存期：任何砂芯都會(huì)吸濕，特別是南方地域空氣相對(duì)濕度大，必需對(duì)砂芯寄存期在工藝文件上加以規(guī)則，應(yīng)用精益消費(fèi)先進(jìn)先出的消費(fèi)方式減少砂芯的寄存量和寄存周期。各企業(yè)應(yīng)分離本人的廠房條件和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件來(lái)肯定砂芯的寄存周期。

３ 控制好覆膜砂的供貨質(zhì)量：覆膜砂進(jìn)廠時(shí)必需附有供給商的質(zhì)量保證材料，并且企業(yè)依據(jù)抽樣規(guī)范停止檢查，檢查合格前方可入庫(kù)。企業(yè)取樣檢測(cè)不合格時(shí)由質(zhì)保和技術(shù)部門做出處置結(jié)果，是退讓承受或向供給商退貨。

４ 合格的覆膜砂在制芯時(shí)發(fā)現(xiàn)砂芯斷裂變形 制芯時(shí)砂芯的斷裂變形通常會(huì)以為覆膜砂強(qiáng)度低形成的。實(shí)踐上砂芯斷裂和變形會(huì)觸及到許多消費(fèi)過(guò)程。呈現(xiàn)不正常狀況，必需要查到真正的緣由才干徹底處理。詳細(xì)緣由如下：

１）制芯時(shí)模具的溫度和留模時(shí)間，關(guān)系到砂芯結(jié)殼硬化厚度能否滿足工藝請(qǐng)求。工藝上所規(guī)則的工藝參數(shù)都需求有一個(gè)范圍，這個(gè)范圍需靠操作人員的技藝來(lái)停止調(diào)整。在模具溫度上限時(shí)留模時(shí)間能夠取下限，模具溫度在下限時(shí)留模時(shí)間取上限。對(duì)操作人員需求不時(shí)地培訓(xùn)進(jìn)步操作技藝。

２）制芯時(shí)在模具上會(huì)粘有酚醛樹(shù)脂和砂粒，必需停止及時(shí)清算并噴上脫模劑，否則會(huì)越積越多開(kāi)模時(shí)會(huì)把砂芯拉斷或變形。

３）熱芯盒模具靜模上的彈簧頂桿，由于長(zhǎng)期在高溫狀態(tài)下工作會(huì)產(chǎn)生彈性失效而形成砂芯斷裂或變形。必需及時(shí)改換彈簧。

４）動(dòng)模和靜模不平行或不在同一中心線上，合模時(shí)在油缸或氣缸的壓力作用下，定位銷前端有一段斜度，模具還是會(huì)合緊，但在開(kāi)模時(shí)動(dòng)模和靜模仍會(huì)恢復(fù)到原始狀態(tài)使砂芯斷裂或變形。在這種狀況下射砂時(shí)會(huì)跑砂，砂芯的尺寸會(huì)變大。處理對(duì)策是及時(shí)調(diào)整模具的平行度和同軸度。

５）在殼芯機(jī)上消費(fèi)空心砂芯時(shí)，從砂芯中倒出尚未硬化的覆膜砂需求重新運(yùn)用時(shí)，必需停止過(guò)篩并未用過(guò)的覆膜砂按３：７比例混合后運(yùn)用，這樣才干保證殼芯砂芯的外表質(zhì)量和砂芯強(qiáng)度。

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