覆膜砂铸造基础知识及透气性问题的探讨

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覆膜砂分类

随着覆膜砂应用范围的不断扩展，不同铸造工艺、不同材质要求以及不同结构的铸件对覆膜砂提出了不同的性能要求。自20世纪90年代以来，国内开发了不同性能的覆膜砂，按其性能特点来划分，可将国内市场上的覆膜砂分为干态和湿态两大类。其中干态类包括：普通类、耐高温类、高强度低发气类、易溃散类、离心铸造类等。湿态覆膜砂包括机械类和手工类两种。各类覆膜砂的主要成分、特点及适用范围如下：

1. 普通覆膜砂

其组成通常由石英砂热塑性酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙构成，不加有关添加剂。其树脂加入量通常在一定强度要求下相对较高，不具备耐高温、低膨胀、低发气等特性，适用于一些要求不高、结构较简单的铸铁件生产。

2. 高强度低发气覆膜砂

是在普通覆膜砂的基础上，通过加入有关特性的“添加剂”和采用新的配制工艺，使树脂用量大幅下降，发气量显著降低，并能延缓发气速度。该覆膜砂具有高强度、低膨胀、低发气、慢发气等特点，特别适用于铸铁件、中小铸钢件中要求发气量低的砂芯，如阀体砂芯等。

3. 耐高温覆膜砂

该砂一般是指覆膜砂的热强度大、耐热时间长、高温变形小，而不是指其耐火度很高。它是通过特殊的工艺配方技术（一般都是在硅砂覆膜时加入一定量的惰性材料如铣砂、高铬矿砂、含碳材料或其他惰性材料等），生产出具有优异高温性能和综合铸造性能的新型覆膜砂。具有耐高温、高强度、低膨胀、低发气、慢发气等特点。特别适用于复杂薄壁精密的铸铁件（如汽车发动机缸体、缸盖等）以及高要求的铸钢件（如集装箱角和火车刹车缓冲器壳体等）的生产，可有效消除粘砂、变形、热裂和气孔等铸造缺陷。

4. 易溃散覆膜砂

它是针对有色金属（特别是铝合金）铸件不易清砂而研制的一种覆膜砂。该砂在具有较好的强度的同时具有优异的低温溃散性。用它生产有色金属（铝合金、铜合金等）铸件，不需要将铸件重新加热来清砂，只需将浇注后的铸件冷却24小时后，即可振动落砂。

5. 离心铸造覆膜砂

该覆膜砂适用于离心铸造工艺，可用它替代涂料生产离心铸管等。根据铸管材质与直径大小及技术要求不同，可加工成不同性能的离心铸造覆膜砂。与其他各类覆膜砂的不同之处，是该覆膜砂的密度较大一些，发气量较低且发气速度慢。

6. 湿态机械类覆膜砂

它是一种在室温下呈湿态的覆膜砂。在室温下长期存放不会自然固化（可存放1年以上），贵州铸造材料根据不同铸件的技术要求可使用湿态高强度低发气等各种不同特性的覆膜砂，该覆膜砂可完全替代热芯盒砂（射芯机射头不用改装来生产各种材质和各种类型的铸件）。

7. 湿态手工类覆膜砂

该覆膜砂湿压强度可在0.1～0.3MPa内任意调整。存放期超过3 个月，适用于手工造型或制芯（类似于桐油砂和合脂砂），在室温下脱模后，将型（芯）放入烘箱或烘炉内加热，加热温度250～350℃，加热时间3～10min，固化后的型（芯）具有强度高、发气量低、蠕变形量小、不吸潮等特点。该覆膜砂适于单件、小批量及精度要求较高铸件的生产，特别适于乡镇企业采用。值得注意的是，在型（芯）加热固化时，必须等待炉温达到所需的温度时才能放入加热，切忌随炉升温加热。

覆膜砂工艺透气性问题解决方案

覆膜砂使用过程中常见缺陷、主要原因及解决措施序号缺陷名称产生的主要原因解决措施 

1.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。 

2.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。   

3.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；选用集中度高或较粗的原砂；采用低发气覆膜磨砂工艺。 

4.穿芯砂芯局部强度低或疏松;结壳厚度薄。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；调整射砂压力；改善排气系统。   

5.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。 

6.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；浇注压力过大改善模具结构，使温度分布均匀；采用成型托盘存放砂芯；采用固化收缩率小的树脂；采用耐高温低膨胀覆膜砂；改进浇注系统（采用无压式）。 

7.铸件内部缩松覆膜砂中的树脂在高温下燃烧产生热量，减缓了铁水的凝固速度，导致缩松。采用激冷类覆膜砂；在壳型芯内放置内冷铁。

8.铸件表面不良酚醛树脂在高温下生成的光亮碳漂浮在铁液表面，贵州铸造材料凝固时铸件表面产生皱皮。加入2%左右氧化铁粉,采用导热率高的原砂；壳芯表面刷涂料;覆膜砂中添加特殊辅料。