摘要：本文从覆膜砂组成、种类等方面介绍覆膜砂的优点及缺点，以及覆膜砂工艺制芯过程中的工艺参数，结合本单位制芯的经验，对比工艺参数对砂芯性能的影响
关键词：覆膜砂；树脂；固化时间
引言：覆膜砂及壳（芯）在铸造过程中已应用广泛，目前我国覆膜砂年产量已达50万吨以上，也有很多覆膜砂生产厂家，由于覆膜砂制芯工艺的优势及特点已越来越被铸造厂家采用，本文以本单位生产中的生产经验浅谈一下覆膜砂制芯工艺在铸造过程中的应用。
1 覆膜砂的的组成
覆膜砂原材料主要有骨料、粘结剂、固化剂、润滑剂和其他添加剂组成，骨料的要求特点是耐火度高，颗粒均匀，强度高等，覆膜砂的骨料一般选择擦洗砂；粘结剂主要采用酚醛类树脂，对其具体的的特征：聚合速度，软化点，流动性等也有具体的要求；固化剂一般采用乌洛托品，起作用时防止福玛莎结块，增加砂子的流动性；添加剂按照作用主要有：耐高温添加剂、易溃散型添加剂等种类。
2 覆膜砂的种类
覆膜砂按照抗拉强度（热抗拉强度和常温抗拉强度）的大小分为普通覆膜砂和高强度覆膜砂，按照发气量还有低发气量覆膜砂，以及其他如易溃散覆膜砂等种类。
3 不同覆膜砂的特点
根据笔者经验对于一般砂芯体型较大或者厚度较厚的砂芯来说使用普通覆膜砂能够满足使用和浇注要求，普通覆膜砂相比较高强度覆膜砂，优点是价格便宜，发气量少，能够减少铸件气孔产生，同时由于添加的树脂量较少，砂芯粘模的频次减少，这样也能够减少脱模剂的使用，脱模剂使用次数较多的缺点是脱模剂容易粘附在模具表面，造成模具表面容易粘上覆膜砂的树脂等其他物质，造成模具内腔脏污，同时会把内腔排气塞堵塞，砂芯在制作过程中由于排气不畅造成砂芯表面疏松，进而造成铸件粘砂。但是对于一些薄壁的砂芯，优先考虑高强度覆膜砂，由于砂芯的结构，砂芯要保证自身较高的强度。对于低发气量覆膜砂笔者认为这将是未来发展的趋势，近来环保形势愈加严峻，减少废气的排出夜符合环保求，我公司近来也是用一种环保型覆膜砂，在制芯过程中挥发的废气有明显的减少，所以在保证砂芯强度的前提下，发气量降到最低最好，这就需要覆膜砂厂家进行进一步的研究。
4 热芯盒制芯的特点
热芯盒制芯相比较手工制芯及冷芯盒制芯有以下几个优点：1.劳动强度较低，手工制芯需要人工装砂及翻转芯盒，劳动强度大。2.生产环境要求较低，相比较冷芯盒制芯，无需专门的砂处理系统，将覆膜砂装入砂桶即可使用。3.砂芯强度及表面粗糙度低，砂芯强度常温抗拉强度≥3.8Mpa以上，远高于冷芯的强度，有的砂芯不用表面涂料完全达到使用要求，形成铸件表面光滑，无粘砂。
5 覆膜砂制芯工艺参数的选定
覆膜砂制芯工艺中参数主要有：芯盒温度、固化时间、射砂时间、射砂压力等，这其中最为重要的参数是芯盒温度和固化时间，根据车间热芯在实际生产中的经验，热芯制芯工艺芯盒温度在220℃-300℃，固化时间在18-120S，射砂时间2-4S，射砂压力0.3-0.6Mpa。固化时间和固化温度的选取主要取决于砂芯的大小和形状，合格的砂芯要求是固化层厚度最少达到5mm以上，砂芯颜色为棕黄色，同时固化时间和固化温度不能太高，芯盒温度过高会使砂芯表面焦化，表面硬度降低，在实际生产过程中还需要根据不同砂芯选取不同的工艺参数，以达到在固化层厚度达到使用要求时，温度和固化时间在下线，减少能源的浪费。下图为我公司生产某缸盖用进气道砂芯（砂芯重约1KG）在不同固化时间下，固化层的厚度表现：
图一（50S） 图二（40S）
图三（30S） 图四（20S）
从以上四张图片发现。砂芯固化层厚度随着固化时间较少固化层厚度减少明显，对于该砂芯合格的砂芯应与图一一样，固化层厚度达到5mm以上，砂芯内部砂子达到固化凝固状态。
6 砂芯质量对铸件的影响
合格砂芯的获得需要合格的覆膜砂，以我公司为例高强度覆膜砂技术要求为集中度75%-90%，常温抗拉强度≥3.8Mpa，热抗拉强度为2.3-2.8Mpa，如果覆膜砂原材料强度不够，会导致砂芯强度不足，在转运和制造的过程中容易发生断芯，或者在制芯过程中固化温度等违反工艺要求，造成固化层厚度不足，从而在浇注过程中耐高温能力下降，在铸件表面容易形成脉纹和钻铁水，给清理铸件造成麻烦，严重的情况造成铸件废品。因此在实际生产中一定要严格按照工艺要求操作，并做好首件检测，合理调整工艺参数。
导致砂芯断芯进而造成铸件废品，以上研究主要还是结合本单位的产品进行的操作，在实际的产品制造过程中还是应该根据自身实际，通过多次试验比对，达到自己砂芯使用要求和设备的运行状态。
参考文献：
[1]陈文华等.铸造合金及其熔炼.机械工业出版社
论文作者:魏宪峰,韩峰,李萌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
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