覆膜砂铸造在铸造领域已有相当长的历史，铸件的产量也相当⼤；但采⽤覆膜砂铸造⽣产精密铸钢件时⾯临很多难题：粘砂（结疤）、冷隔、⽓孔。如何解决这些问题有待于我们去进⼀步探讨。
⼀、对覆膜砂的认识与了解（覆膜砂属于有机粘结剂型、芯砂）
（1）覆膜砂的特点：具有适宜的强度性能；流动性好，制出的砂型、砂芯轮廓清晰，组织致密，能够制造出复杂的砂芯；砂型（芯）表⾯质量好，表⾯粗糙度可达Ra=6.3～12.5µm，尺⼨精度可达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芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合使⽤⼜可与其它砂型（芯）配合使⽤；不仅可以⽤于⾦属型重⼒铸造或低压铸造，也可以⽤于铁型覆砂铸造，还可以⽤于热法离⼼铸造；不仅可以⽤于铸铁、⾮铁合⾦铸件的⽣产，还可以⽤于铸钢件的⽣产。
⼆、覆膜砂的制备
1．覆膜砂组成
⼀般由耐⽕材料、粘结剂、固化剂、润滑剂及特殊添加剂组成。
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塑料静电分离机靠谱吗（1）耐⽕材料是构成覆膜砂的主体。对耐⽕材料的要求是：耐⽕度⾼、挥发物少、颗粒较圆整、坚实等。⼀般选⽤天然擦洗硅砂。对硅砂的要求是：SiO2含量⾼（铸铁及⾮铁合⾦铸件要求⼤于90%，铸钢件要求⼤于97%）；含泥量不⼤于0.3%（为擦洗砂）--[⽔洗砂含泥量规定⼩于；粒度①分布在相邻3～5个筛号上；粒形圆整，⾓形因素应不⼤于1.3；酸耗值不⼩于5ml。
（2）粘结剂普遍采⽤酚醛树脂。
（3）固化剂通常采⽤乌洛托品；润滑剂⼀般采⽤硬脂酸钙，其作⽤是防⽌覆膜砂结块，增加流动性。添加剂的主要作⽤是改善覆膜砂的性能。
（4）覆膜砂的基本配⽐成分配⽐（质量分数，%）说明：原砂 100 擦洗砂，酚醛树脂 1.0～3.0 占原砂重，乌洛托品（⽔溶液2） 10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。1：2） 10～15 占树脂重，硬脂酸钙 5～7 占树脂重，添加剂 0.1～0.5 占原砂重。
２．覆膜砂的⽣产⼯艺
覆膜砂的制备⼯艺主要有冷法覆膜、温法覆膜、热法覆膜三种，⽬前覆膜砂的⽣产⼏乎都是采⽤热覆膜法。热法覆膜⼯艺是先将原砂加热到⼀定温度，然后分别与树脂、乌洛托品⽔溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和筛分⽽成。
由于配⽅的差异，混制⼯艺有所不同。⽬前国内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，电脑控制的全⾃动⽣产线也已经有将近50条，有效提⾼了⽣产效率和产品稳定性。例如xx铸造有限公司的⾃动化可视⽣产线，其加料时间控制精确到0.1秒，加热温度控制精确到1/10℃，并且可以通过视频时时观察混砂状态，⽣产效率达到6吨/⼩时。 ３．覆膜砂的主要产品类型
（1）普通类覆膜砂
双电源控制器普通覆膜砂即传统覆膜砂，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，适⽤于要求不⾼的铸件⽣产。
（2）⾼强度低发⽓类覆膜砂
特点：⾼强度、低膨胀、低发⽓、慢发⽓、抗氧化简介:⾼强度低发⽓覆膜砂是普通覆膜砂的更新换代产品，通过加⼊
特点：⾼强度、低膨胀、低发⽓、慢发⽓、抗氧化简介:⾼强度低发⽓覆膜砂是普通覆膜砂的更新换代产品，通过加⼊有关特性的“添加剂”和采⽤新的配制⼯艺，使树脂⽤量⼤幅度下降，其强度⽐普通覆
膜砂⾼30%以上，发⽓量显著降低，并能延缓发⽓速度，能更好地适应铸件⽣产的需要。该类覆膜砂主要适⽤于铸铁件中，中⼩铸钢、合⾦铸钢件的⽣产。⽬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砂；GD-3⾼强度低膨胀低发⽓抗氧化覆膜。
（3）耐⾼温(类)覆膜砂(ND型)氨基酸螯合物
特点：耐⾼温、⾼强度、低膨胀、低发⽓、慢发⽓、易溃散、抗氧化简介：耐⾼温覆膜砂是通过特殊⼯艺配⽅技术⽣产出的具有优异⾼温性能(⾼温下强度⾼、耐热时间长、热膨胀量⼩、发⽓量低)和综合铸造性能的新型覆膜砂。该类覆膜砂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；中器壳件等)的⽣产，可有效消除粘砂、变形、热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耐⾼温低膨胀低发⽓抗氧化覆膜砂 ND-4耐⾼温⾼强底低膨胀低发⽓覆膜
（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。
（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。
三、覆膜砂制芯主要⼯艺过程
加热温度200-300℃、固化时间30-150s、射砂压⼒0.15-0.60MPa。形状简单的砂芯、流动性好的覆膜砂可选⽤较低的射砂压⼒，细薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度低时可适当延长固化时间等。覆膜砂所使⽤的树脂是酚醛类树脂。制芯⼯艺的优点：具有适宜的强度性能；流动性好；砂芯表⾯质量好（Ra=6.3-12.5µm）；砂芯抗吸湿性强；溃散性好，铸件容易清理。
1、铸型（模具）温度
铸型温度是影响壳层厚度及强度的主要因素之⼀,⼀般控制在220～260℃，并根据下列原则选定:
（1）保证覆膜砂上的树脂软化及固化所需的⾜够热量；
（2）保证形成需要的壳厚且壳型（芯）表⾯不焦化；
（3）尽量缩短结壳及硬化时间，以提⾼⽣产率。
2、射砂压⼒及时间
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射砂时间⼀般控制在3～10s，时间过短则砂型（芯）不能成型。射砂压⼒⼀般为0.6MPa左右；压⼒过低时，易造成射不⾜或疏松现象。
3、硬化时间
硬化时间的长短主要取决于砂型（芯）的厚度与铸型的温度，⼀般在60～120s左右。时间过短，壳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。覆膜砂造型（芯）⼯艺参数实例：序号图号壳厚（㎜）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、覆膜砂应⽤中存在的问题及解决对策
制芯的⽅法种类很多，总的可以划分为热固性⽅法和冷固性⽅法两⼤类，覆膜砂制芯属于热固性⽅法类。任何⼀种制芯⽅法都有其⾃⾝的优点和缺点，这主要取决于产品的质量要求、复杂程度、⽣产批量、⽣产成本、产品价格等综合因素来决定采⽤何种制芯⽅法。
对铸件内腔表⾯质量要求⾼，尺⼨精度要求⾼、形状复杂的砂芯采⽤覆膜砂制芯是⾮常有效的。例如：轿车发动机⽓缸盖的进排⽓道砂芯、⽔道砂芯、油道砂芯，⽓缸体的⽔道砂芯、油道砂芯，进⽓
岐管、排⽓岐管的壳芯砂芯，液压阀的流道砂芯，汽车涡轮增压器⽓道砂芯等等。但是在覆膜砂使⽤中还常遇到⼀些问题，这⾥仅就⼯作中的体会略谈⼀⼆。
1、覆膜砂的强度和发⽓量的确定⽅法
在原砂质量和树脂质量⼀定的前提下，影响覆膜砂强度的关键因素主要取于酚醛树脂的加⼊量。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。因此在⽣产应⽤中⼀定要控制覆膜砂的强度来减少发⽓量，提⾼溃散性，在强度标准的制订时定要到⼀个平衡点。这个平衡点就是保证砂芯的表⾯质量及在浇注时不产⽣变形、不产⽣断芯前提下的强度。这样才能保证铸件的表⾯质量和尺⼨精度，⼜可以减少发⽓量，减少铸造件⽓孔缺陷，提⾼砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬运过程中可以采⽤⼯位器具、砂芯⼩车，并在其上⾯铺有10ｍｍ～15ｍｍ厚的海绵，这样可以减少砂芯的损耗率。
2、覆膜砂砂芯的存放期
任何砂芯都会吸湿，特别是南⽅地区空⽓相对湿度⼤，必须对砂芯存放期在⼯艺⽂件上加以规定，利⽤精益⽣产先进先出的⽣产⽅式减少砂芯的存放量和存放周期。各企业应结合⾃⼰的⼚房条件和当地的⽓候条件来确定砂芯的存放周期。
3、控制好覆膜砂的供货质量
覆膜砂进⼚时必须附有供应商的质量保证资料，并且企业根据抽样标准进⾏检查，检查合格后⽅可⼊库。企业取样检测不合格时由质保和技术部门做出处理结果，是让步接受或向供应商退货。
4、合格的覆膜砂在制芯时发现砂芯断裂变形
制芯时砂芯的断裂变形通常会认为覆膜砂强度低造成的。实际上砂芯断裂和变形会涉及到许多⽣产过程。出现不正常情况，必须要查到真正的原因才能彻底解决。
具体原因如下：
（１）制芯时模具的温度和留模时间，关系到砂芯结壳硬化厚度是否满⾜⼯艺要求。⼯艺上所规定的⼯艺参数都需要有⼀个范围，这个范围需靠操作⼈员的技能来进⾏调整。在模具温度上限时留模时间可以取下限，模具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技能。
（２）制芯时在模具上会粘有酚醛树脂和砂粒，必须进⾏及时清理并喷上脱模剂，否则会越积越多开模时会把砂芯拉断或变形。
（３）热芯盒模具静模上的弹簧顶杆，由于长期在⾼温状态下⼯作会产⽣弹性失效⽽造成砂芯断裂或变形。必须及时更换弹簧。
（４）动模和静模不平⾏或不在同⼀中⼼线上，合模时在油缸或⽓缸的压⼒作⽤下，定位销前端有⼀段斜度，模具还是会合紧，但在开模时动模和静模仍会恢复到原始状态使砂芯断裂或变形。在这种情况下射砂时会跑砂，砂芯的尺⼨会变⼤。解决对策是及时调整模具的平⾏度和同轴度。
（５）在壳芯机上⽣产空⼼砂芯时，从砂芯中倒出尚未硬化的覆膜砂需要重新使⽤时，必须进⾏过筛并未⽤过的覆膜砂按３：７⽐例混合后使⽤，这样才能保证壳芯砂芯的表⾯质量和砂芯强度。箱式高温煅烧炉
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