覆膜砂铸造技术汇总.docx

定义：在造型、制芯前沙粒表面已覆盖有一层固态树脂膜的型砂、芯砂称为覆膜砂，也称为壳型砂。

覆膜砂具有良好的流动性和存放性，用它制作的砂芯强度高、尺寸精度高，便于长期存放。

1． 我国于1997年制定的铸造用覆膜砂机械行业标准（JB/T8583-1997）,规定了覆膜砂的分级及牌号表示方法：

1. 1.1铸造用覆膜砂按常温抗弯强度分级

级别代号
8
7
6
5
4
3
常温抗弯强度/MPa≥
8
7
6
5
4
3

1. 1.2铸造用覆膜砂按灼减量分级

级别代号
20
25
30
35
40
45
灼烧减量（质量分数，%）≤
8
7
6
5
4
3

铸造用覆膜砂的牌号表示如下：

2．覆膜砂的特点

与其他树脂砂相比，覆膜砂具有以下特点：

1. 2.1 具有适宜的强度性能，既可制成高强度的壳芯覆膜砂，又可制成中强度的热芯盒覆膜砂，也可制成低强度非铁合金用覆膜砂；

2.2流动性好，制出的型（芯）轮廓清晰，组织致密，能够制造复杂的砂芯，如缸盖、缸体水套芯；

2.3砂芯表面质量好，少上或不上涂料，就可以得到较好的铸件表面质量，表面粗糙度可达Ra=6.3～12.5um,尺寸精度可达CT7～CT8级；

2.4溃散性好，铸件容易清理；

2.5砂芯抗吸湿性强，存放时间长，有利于贮存、运输及使用；

2.6缺点是：成本较高，能耗较大，在造型、制芯及浇注过程中会产生刺激性气味，在高温、高湿季节长时间贮存可能产生结块等。

3. 覆膜砂的贮存

3.1覆膜砂如放在密封良好的容器或袋中，在室温（≤20℃）的干燥条件下，可长时间保存，最长不超过5个月；

3.2实际生产中一般不具有上述保存条件。覆膜砂应用双层袋（内塑料袋，外编织袋）包装，存放在干燥、通风条件好的库房内，下层最好用木板支垫，木板下通风，以保证砂不受潮、不结块。如结块不严重的，可将其捣碎，经筛分后继续使用。

4 覆膜砂的分类

4.1 普通类覆膜砂

由石英砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成。适用于一般铸铁件。

4.2 高强度低发气类覆膜砂

是普通覆膜砂的更新换代产品，通过加入有关添加剂和采用新工艺配置而成，其强度比普通覆膜砂高30%以上，发气量也明显降低，适用于生产复杂精密铸铁件。

4.3 高温类覆膜砂

在高温下具有强度高、耐热时间长的特性，适用于生产汽车发动机缸体、缸盖、集装箱角等复杂薄壁铸铁件。

4.4 易溃散类覆膜砂

具有较好的强度，同时具有优异的低温溃散性能，适用于生产有色金属铸件。

4.5 其它特殊要求覆膜砂

为适应不同产品的需要，开发出了系列特种覆膜砂如：离心铸造用覆膜砂、激冷覆膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜砂等。

5 覆膜砂使用过程中常见的缺陷、产生原因及解决措施

序号
缺陷名称
产生主要原因
解决措施
1
脱壳
模具设计不合理，芯盒温度不均匀，使低温部位强度偏低而脱壳；覆膜砂熔点低，固化速度慢，热强度偏低
改善模具结构，使温度分布均匀；选用熔点高、固化速度快、热强度高的树脂，加入提高固化速度的促硬剂
2
型（芯）表面疏松
射芯压力过高或过低，模具排气不畅，模具由于分盒面间隙大而跑砂，覆膜砂流动性差或透气性差
选用合理射砂压力，改善排气系统，防止憋气；采用变形小的材料作芯盒；选用流动性和透气性好的覆膜砂
3
型（芯）变形、断裂
模具受热不均匀，或型芯壁厚差异大，造成冷却时收缩不一致；采用了固化收缩率大的树脂；接芯叉子变形或砂芯存放不平；覆膜砂高温性能差；浇注压力大
改善模具结构；使温度分布均匀；采用成型托盘存放砂芯；采用固化收缩率下的树脂；采用耐高温低膨胀覆膜砂；改进浇注系统
4
穿芯
砂芯局部强度低或疏松，结壳厚度薄
调整射砂压力；改善排气系统；改善模具结构，使温度分布均匀；选用熔点高、固化速度快、热强度高的树脂，加入提高固化速度的促硬剂
5
铸件气孔
型芯排气不畅；树脂砂发气量大或发气速度不合适；砂芯固化不彻底
改善排气系统，提高排气效果；选用粒形集中度高或较粗的原砂；采用低发气覆膜砂；采用比强度高的树脂，降低树脂用量
6
铸件粘砂
原砂SiO2含量低；型芯表面不致密
调整射砂压力，改善芯盒排气效果，使砂芯表面更致密；采用耐高温覆膜砂或锆砂覆膜砂
7
铸件内部缩松
覆膜砂中的树脂在高温下燃烧产生的热量，减缓了铁液的凝固速度，导致缩松
采用激冷类覆膜砂；在壳型芯内放置冷铁
8
铸件表面不良
酚醛树脂在高温下生成光亮碳漂浮在铁液表面，凝固时铸件表面产生皱皮
加入质量分数2%左右氧化铁粉，采用热导率高的原砂；壳芯表面刷涂料；覆膜砂中添加特殊辅料

覆膜砂芯的质量除了砂芯的几何形状、尺寸精度、表面质量与壳层厚度之外，还要通过观察砂芯颜色来检查砂芯的固化情况。正常的情况是，砂芯外表应为均匀的黄褐色，中心为淡黄色，过烧时外表呈褐色乃至黑色，硬化不足时外表呈黄色，中心为白色。

6 覆膜砂型芯性能测试方法

取样方法：覆膜砂的样品应由同一批量的百分之一袋中选取，但最少不得少于3袋，总质量不得少于5公斤；如果从外观来看，对一部分的覆膜砂品质发生疑问，应对它单独取样。

6.1熔点
壳型覆膜砂在热的作用下，是涂覆在沙粒外表面的酚醛树脂开始软化溶结，将沙粒粘结在一起的温度称为覆膜砂的“熔点”，用℃表示。

6.2常温抗拉强度
覆膜砂的抗拉强度系指其硬化并冷却至室温时，“8”字形抗拉强度式样在外力作用下破坏所需的最大拉应力，用MPa表示。

6.3常温抗弯强度
覆膜砂的抗弯强度系指其抗弯试样在外力作用下破坏时所需的最大弯曲应力，以MPa来表示。

6.4热态抗拉（抗弯）强度
覆膜砂的热态抗拉（抗弯）强度是指覆膜砂的型（芯）试样受热硬化后，在热态时测得的抗拉（抗弯）强度，用MPa表示。

6.5 粒度
细砂（70/140筛号），粗砂（50/100筛号）

6.6灼烧减量
覆膜砂的灼烧减量表示其中可燃和可挥发物质的总量。

6.7发气量
用专用仪器测量1g砂灼烧后的发气量
6.8 流动性

7  砂芯存储

7.1将自检合格的砂芯依次摆放于砂芯小车的托盘上，砂芯间要留有间隙，防止砂芯损坏，具体可根据各个不同产品的专用作业指导书要求操作。
7.2 库房砂芯存储遵循先进先出原则；
7.3 砂芯库房要求：温度≥20℃,湿度≤60%；
7.4热芯存放时间一般要求：2小时～15天。

8 砂芯烘烤

8.1 要求烘箱内部温度均匀；
8.2 一般烘烤工艺：
温度 180℃，烘烤时间 15分钟
烘烤后砂芯要求，表面为黄褐色，中心为淡黄色，内部不准有冷砂存在；
8.3 烘烤时间过长，过烧时外表呈褐色乃至黑色，影响砂芯强度，并在铸件上容易出现粘砂。