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％以上砂芯用烘干炉枯燥砂芯油作粘结剂，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。 关键有壳法〔壳型、壳芯制造法〕、热芯盒法、温芯盒法。 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，降低了对娴熟工人需求，提升了生 产效率，同时提升了铸件质量〔铸件尺寸、外表粗糙度〕，使砂型铸造朝着近无余量铸件铸造工艺迈出了一大步。但应当指出，上述制芯、制型法现在均在肯定范围内适用。生产实际应用上具体选择哪一个工艺往往受多个缘由影响，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、人员素养、治理水平、和公害、污染等缘由。 中国在 50 年月末就开展了这方面试验争论工作。由于当时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，而且当时中国还没有专用覆膜砂生产设备，尤其是 汽车工业格外落后，对铸件也没有很高质量发展要求等多方面缘由，壳型工艺在中国没有正真获得 推广和应用。80 年月以后，伴随中国汽车工业快速进展，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。随即济南铸锻机械争论所等局部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外表覆膜效果，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，进展到了现在高强度、低发气、耐高温、速固化、低膨胀和易溃散等多共性能覆膜砂，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 1、 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全都型腔，厚度 6－12.5mm 坚硬薄壳造型方法。 2、 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： 优点： 、铸件尺寸精度高、加工余量小 、铸件外表光滑、粗糙度可达 12.5－6.3μm 、可浇注薄壁铸件 、铸件废品率低 、提升了生产率 、缺点： 、用金属模、耗能较多、树脂参加量多、本钱较高 、混砂工艺较简单 难以铸造大件 工作条件差。在造型及浇注时有甲醛、苯酚、氨等气体产生。 3、 壳型制造方法 壳型〔芯〕制造方法通常有两种： 、翻斗法――常见于制作壳型 、吹砂法――常见于制作壳芯 其根底原理是把金属模板或芯盒加热到肯定温度，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――预备浇注。 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。 在聚缩反响中，由于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。 、热塑性线型树脂 在苯酚过剩和用酸性催化剂〔如Hcl〕条件下进展缩合反响得到热塑性线型树脂。这种树脂由于苯酚过剩，便于长期存放。 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型酚醛树脂。 、热固性体型树脂 在甲醛过剩和用碱性催化剂[如 Ba(OH)]条件下进展缩合反响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 分级代号温度范围 分级代号 温度范围 75 70－80 85 80－90 95 90－100 105 100－110 、按常温抗弯强度分级 分级代号 强度范围 3〕、按聚合速度分级 8 ≥8.0 7 ≥7.0 6 ≥6.0 分级代号 聚合速度〔s〕 A 20－30 B ＞30－40 C ＞40－50 D ＞50－60 4〕、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 母〕 例：ZKF95－7 〔二〕、原砂 覆膜砂〔壳型〕对原砂要求比较高，通常选择自然硅砂，也可用锆砂、铬铁矿砂、或其它类似耐火材料及混合砂等。 1、 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。从降低树脂参加量角度看，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〕，在不影响铸件外表粗糙度前提下尽可能选择粗砂子，这有利于降低树脂参加量和覆膜砂发气量，并降低其脱壳倾 向，且能保证壳型砂含有较高强度，适宜透气性和流淌性。 2、 粒形： 所用原砂粒形由于圆形,即角形系数小于 1.3。圆形砂在取得一样强度时，树脂参加量少，发气量低，流淌性好。 3、 SiO2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％。 4、 含泥量、微粉含量、含水量要低。 砂中泥分、微粉〔200 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、及枯燥。 5、 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， 使流淌性变差，影响制壳〔芯〕时吹砂性能。 〔三〕硬化剂： 1、 常见硬化剂是六亚甲基四胺〔乌洛脱品〕，其分子式为〔CH〕6N4。硬化作用是由于它受热后和混合料中水份作用，生成甲醛并放出氨气。 2 4 2 3反响式：〔CH 〕6N ﹢6H O＝6HCHO﹢4NH 2 4 2 3 生成甲醛和热热塑性线型酚醛树脂深入反响，从而使树脂由线型构造转变为体型构造，把砂粒粘结成结实型壳。 参加量通常占树脂参加量 10－15％，并以 1：1〔重量比〕或 1：1.5 配成水溶液参加。 2、 技术方面的要求： 纯度：≥99% 水份：≤
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