覆膜砂生产的基本工艺步骤及应用覆膜砂铸造在造型、制芯时大多数铸件全部是用湿型和干型铸造，90％以上砂芯用烘干炉干燥砂芯油作粘结剂，是由德国人J.Croning开发了以酚醛树脂作粘结剂壳型造型，使合成树脂粘结剂及合成树脂砂进入铸造工业。以合成树脂作粘结剂制型（芯）方法关键有：1、热法：砂型（芯）成型和硬化直接在模板上或芯盒内靠已加热模板（芯盒）或通热热气流完成。2、冷法：砂型（芯）成型、硬化在室温下完成。关键有自硬法、气硬冷芯盒法（三乙胺法、SO2法、无毒、低毒气体促硬法）。上述新型制芯、造型技术开发和应用，给铸造生产的基本工艺带来了一场重大变革，其提升了砂型(芯)尺寸精度，简化了制芯工艺，降低了能耗，降低了对熟练工人需求，提升了生产效率，同时提升了铸件质量（铸件尺寸、表面粗糙度），使砂型铸造朝着近无余量铸件铸造工艺迈出了一大步。但应该指出，上述制芯、制型法现在均在一些范围内适用。生产实际应用上具体选择哪一个工艺往往受多个原因影响，除了考虑生产纲领、材质、尺寸大小和质量发展要求外，还需考虑投资大小、能源供给、人员素质、管理上的水准、和公害、污染等原因。中国在50年代末就开展了这方面试验研究工作。因为当初中国壳型用酚醛树脂性能不过关和供给难以确保，价格也较高，而且当初中国还没有专用覆膜砂生产设备，尤其是汽车工业十分落后，对铸件也没有很高质量发展要求等多方面原因，壳型工艺在中国没有正真获得推广和应用。80年代以后，伴随中国汽车工业加快速度进行发展，对铸件质量也提出了很高要求，于是一汽从英国引进了一套热法树脂覆膜砂设备，并经过技术消化开发出了国产SZ7215型热法覆膜砂混砂装置。随即济南铸锻机械研究所等部分科研单位和院校首先改善覆膜砂混砂设备，提升它牵引动力和搅拌速度，从而改善了酚醛树脂在硅砂表面覆膜效果，其次，在方面过程中添加多种附加物，以提升覆膜砂强度、耐热性和溃散性，于是树脂覆膜砂在中国汽车、拖拉机、柴油机工厂中得到了广泛应用。现在，中国树脂覆膜砂专业生产厂商已达200－300家，覆膜砂年产量超出50万吨，覆膜砂品种也从单一一般型覆膜砂，发展到了现在高强度、低发气、耐高温、速固化、低膨胀和易溃散等多个性能覆膜砂，和离心铸造用、激冷型和湿态造型用等专用覆膜砂。二、壳型造型壳型造型：壳型造型是指将树脂砂和预热到150－350金属接触，从而形成和金属模外形轮廓一致型腔，厚度6－12.5mm坚硬薄壳造型方法。优缺点：壳型造型和传统用桐油、合脂、水玻璃、粘土作粘结剂铸造方法相比含有以下优缺点：（1）优点：1）、铸件尺寸精度高、加工余量小2）、铸件表面光洁、粗糙度可达12.5－6.3μ3）、可浇注薄壁铸件4）、铸件废品率低5）、提升了生产率（2）、缺点：1）、用金属模、耗能较多、树脂加入量多、成本较高2）、混砂工艺较复杂3）难以铸造大件4）工作条件差。在造型及浇注时有甲醛、苯酚、氨等气体产生。壳型制造方法壳型（芯）制造方法通常有两种：、吹砂法――常见于制作壳芯其基础原理是把金属模板或芯盒加热到一定温度，使覆膜砂中树脂受热软化、熔融、硬化，其工艺步骤以下：清理模板（芯盒）――模板（芯盒）加热――喷涂分型剂――制壳（包含烘烤，此时覆膜砂已混制）－－顶壳――合型――准备浇注。三、热壳法覆膜砂用原材料壳型砂原材料关键由人造树脂（粘结剂）、原砂、乌洛脱品（硬化剂）、硬脂酸钙（润滑剂）和其它附加物（石英粉、水、煤油等）组成。（一）、树脂粘结剂1、树脂粘结剂分类酚醛树脂（PF）是由酚类和醛类缩合而成一类树脂总称。其中性能最好、应用较广是甲醛缩合而成高聚物。在聚缩反应中，因为原材料配比和介质酸碱性不一样，能获得热塑性线型树脂，也能获得热固性体型树脂。1）、热塑性线型树脂在苯酚过剩和用酸性催化剂（如Hcl）条件下进行缩合反应得到热塑性线型树脂。这种树脂因为苯酚过剩，便于长久存放。特点：淡黄色固体，加热时熔化，有可塑性，能溶于酒精等溶液。壳型树脂砂用粘结剂就是这种热塑性线）、热固性体型树脂在甲醛过剩和用碱性催化剂[如Ba(OH)]条件下进行缩合反应而值得热固性体型酚醛树脂。其有甲、乙、丙三阶段产物。作为粘结剂使用酚醛树脂系分子量在700－1000左右甲阶酚醛树脂。热芯盒法用2124液态酚醛树脂就是热固性树脂乙阶段产物。2、铸造用壳型（芯）酚醛树脂分级和牌号按软化点分级分级代号758595105温度范围70－8080－9090－100100－1102）、按常温抗弯强度分级分级代号强度范围8.07.06.03）、按聚合速度分级分级代号聚合速度（s）20－30＞30－40＞40－50＞50－604）、牌号铸造用壳型（芯）酚醛树脂牌号表示以下：ZKF强度分级代号软化点分级代号铸造用壳型（芯）酚醛树脂（铸、壳、酚汉语拼音第一个字覆膜砂（壳型）对原砂要求比较高，通常选择天然硅砂，也可用锆砂、铬铁矿砂、或其它类似耐火材料及混合砂等。粒度：关键取决于产品使用上的要求，通常可选择140/70、70/140、100/200目标细砂。从降低树脂加入量角度看，原砂粒度宜相对集中，但过于集中会加剧硅砂高温状态下膨胀量，造成脉纹缺点，故通常选择分布在相邻4－5个筛上（四筛砂为宜），在不影响铸件表面粗糙度前提下尽可能选择粗砂子，这有利于降低树脂加入量和覆膜砂发气量，并降低其脱壳倾向，且能保证壳型砂含有较高强度，合适透气性和流动性。所用原砂粒形因为圆形,即角形系数小于1.3。圆形砂在取得一样强度时，树脂加入量少，发气量低，流动性好。含量：从提升铸件内腔质量、降低粘砂角度看，SiO2含量宜高。通常应大于90％。目以下）含量高，将大大吸附树脂，增加树脂消耗量，降低型、芯强度。通常原砂应经过水洗、擦洗、及干燥。碱性氧化物少：原砂中碱性氧化物会增加壳型砂碱性，降低砂熔点，且使壳型砂在存放过程中结块，使流动性变差，影响制壳（芯）时吹砂性能。（三）硬化剂：。硬化作用是因为它受热后和混合料中水份作用，生成甲醛并放出氨气。反应式：（CH生成甲醛和热热塑性线型酚醛树脂深入反应，从而使树脂由线型结构转变为体型结构，把砂粒粘结成坚固型壳。加入量通常占树脂加入量10－15％，并以1：1（重量比）或1：1.5配成水溶液加入。技术方面的要求：纯度：99%水份：0.5％灰份：0.03%（四）、其它附加物为改善覆膜砂性能，有时还加入部分附加物，关键用：硬脂酸钙：加入硬脂酸钙能够增加覆膜砂流动性和强度，使型（芯）表面致密、光洁，制壳时易于脱模。另外，它还能使壳型砂储存时不结块。其加入量通常为占砂重0.25－0.5％。(国家标准JB/T8834－20XX)为：硬脂酸钙为树脂量6％。石英粉：加入石英粉能够改善铸件表面光洁度，但200目以下石英粉宜少加，不然影响强度。通常加入量占砂重2％左右。四、覆膜砂性能：（一）、强度：（1）、热强度――脱模、起芯时要求强度。关键和覆膜工艺相关。（2）、常温强度――在各工序之间搬运及下芯时所需抵御外力破坏强度。从生产角度看， 应依据覆膜砂其它指标来综合制订，无须追求太高常温强度。 (3)、常温抗弯强度――足够抗弯强度是为了确认和保证型芯在浇注到铸件凝固过程中不发生破 裂和变形。 通常情况下，依据原砂堆积密度和粒度分散度，确保覆膜砂抗拉强度在一定要求范 围内而确定树脂加入量，常温抗弯强度改变范围较小，所以抗弯强度测定是在确保顺利制 出完好型芯前提下测定控制。 （二）、熔点： 指制壳时覆膜砂被加热，包覆在覆膜砂表面热塑性酚醛树脂开始熔融，将砂粒粘结在 一起温度。通常为98－110。适宜覆膜砂熔点使覆膜砂含有良好吹制工艺性（如流动性、 充填性、抗冲刷性及抗脱壳性等），以确保取得壁厚均匀壳型、芯。 （三）、发气量： 发气量是型（芯）砂常规性能控制一个关键指标，它反应了型芯砂中有机物含量高低 及有机物性质。通常经过发气性曲线来描述，可直观地反应出覆膜砂发气量及发气速度。 从生产角度讲，在满足其它性能基础上，发气量越低越好。 （四）、必测性能指标：常温抗弯强度、热态抗弯强度、灼烧减量、粒度和熔点。 选测性能有：常温抗拉强度、热态抗拉强度、发气量和流动性。 （五）、铸造用覆膜砂牌号表示以下： FMS 覆膜砂粒度分组代号灼烧减量分级代号 常温抗弯强度分级代号 铸造用覆膜砂汉语拼音第一字母 例：FMS 6-35-21H 壳型砂混制方法可分为干混粉状砂和覆膜砂两类。在壳型法发展早期采取一般輾轮式混砂机混成粉状砂，随即开发了覆膜砂。覆膜砂是使树脂以薄膜形式包覆在砂粒表面，前 后创建了冷法、温法及热法覆膜三种混制工艺。我厂应用是热法覆膜工艺。 热法覆膜是一个适宜于大批量制备覆膜砂方法，需要专门设备。混制时通常先将砂加 140－160，加入树脂和热砂混均匀，树脂被加热熔化，包在砂粒表面。当砂温降到105－110时，加入乌洛脱品水溶液，然后鼓风冷却，再加入硬脂酸钙混匀。经冷却、 破碎、筛分备用。 热法覆膜砂温不宜低于130，亦即砂温应高于树脂软化点50－60，不然大颗粒树 脂不能完全熔化，将造成树脂分布不均，影响树脂粘结效果。 加乌洛脱品时，砂温以105－110为宜。因为乌洛脱品在117以上分解，而作为乌 洛脱品溶液水在100以上有利于挥发气化。 六、混砂设备 在制备热覆膜砂壳型砂时没有通用措施能保证得到所需性能。对性能影响最大是树 脂品种和所用设备。 现有混砂设备有半连续复合式热法覆膜砂混砂机、叶片式混砂机及通常輾轮式混砂机 三种。如英国FORDATH企业20XX 型和重庆铸造机械厂生产SZ7215 型，每次100 千克，