耐高温覆膜砂树脂
覆膜砂铸件气孔问题的成因与防治
F Q U N D R V工艺技术Vol.70 No.12021覆膜砂铸件气孔问题的成因与防治巩建强，曹峤(江苏万恒铸业有限公司，江苏盐城224000)摘要：分析了覆膜砂造型工艺生产阀门类铸件气孔的各种成因，并提出相应的防治对策。
从原材料、工艺设计和生产过程三方面分析了铸件气孔缺陷的成因。
具体包括：覆膜砂的发气量和发气速度；铸造工艺设计及模具设计；制型（芯）、涂料、烘烤、合型、熔解、浇注等。
在产品设计之初，应考虑气孔缺陷产生的所有因素并加以预防，可以有效降低铸件气孔的产生，提高铸件质量，缩短试制周期并降低生产成本。
关键词：覆膜砂；铸件；气孔；排气道；烘烤覆膜砂性能优良，砂型（芯）成形性好，轮廓清晰，覆膜砂壳型生产的铸件尺寸精度高，表面质量好。
覆膜砂砂型一般是只有数十毫米的壳型，浇注时树脂粘结剂能完全燃烧，故其游离苯酚的排放与其他树脂砂系统相比最少，随着国家对环保问题的曰益重视，覆膜砂铸造工艺也越来越受到重视m。
随着化学、材料工业的发展和机械装备制造业的进步，覆膜砂及其制型（芯）工艺、设备取得了快速的发展，因覆膜砂粘结剂为树脂，且固化剂中含氮，浇注过程中，壳型（芯）在金属液的作用下，树脂、固化剂等挥发、分解、燃烧，使得气孔成为覆膜砂铸件最常见的铸造缺陷。
我司有一条生产阀门类覆膜砂铸件的自动化生产线，技术人员在解决生产过程因各种成因使铸件产生气孔的过程中积累了大量宝贵的技术经验。
依据实际生产经验，现从覆膜砂性能、工艺设计、模具设计、制型（芯）、涂料、烘烤、合型、熔解、浇注等各环节分析铸件产生气孔的可能成因，并提出相应防治措施。
作者简介：巩建强（1994-),男，铸 造工程师，主要从事阀门铸钢件开发和设计工作。
E-mail:m139****7147@163.中图分类号：TG245文献标识码：B文章编号：1001-4977(2021) 01-0090-04收稿曰期：2020-06-01收到初稿，2020-07-16收到修订稿。
覆膜砂质量控制和检测
覆膜砂质量控制及检测1 关于覆膜砂工艺1 1 砂子加热过程原砂要求加热快、热效率高、温度均匀、不污染原砂、重量和温度控制准确, 加砂斗的形状不易使原砂粒度出现偏析。
采用气体火焰沸腾加热和滚筒加热较为理想。
但是气体火焰加热燃烧不充分时, 易污染砂子。
搅拌加热较为简单实用。
1 2 热砂粒在混砂机中应较快的、三维的旋转加直线运动, 使粘稠态树脂受剪切力作用, 使其均匀地无缺陷地包覆在原砂表面, 完成覆膜过程。
显然能使原砂产生这种运动状态的混砂机是较为理想的。
显然混砂机的旋转速度是关键参数之一。
1 3 混合、冷却和分散过程当砂完成覆膜过程且温度降至120 以下时, 加入乌洛托品水溶液和硬脂酸钙使其分散均匀的分布, 完成混合、冷却和分散过程。
固化剂要以微小晶粒状态很均匀地分布在树脂膜表面( 表层), 带入的水分完全蒸发并能使覆膜砂很快温, 形成松散海棉状砂团后分离成砂粒,树脂膜完整和光滑是对这一过程的理想要求。
为了不使粘稠状的砂团在冷却的瞬间形成! 致密的团块∀和受到太大应力, 应选择好混砂机结构和混砂工艺( 加固化剂时的温度, 砂团在混砂机还是在振动筛上破碎分离等) 。
1 4 覆膜工艺好的覆膜砂设备和合适的覆膜工艺( 加料顺序、加料时间、温度控制、配比等) 是制造高质量覆膜砂的重要保证。
不同的设备在工艺上亦有所不同, 这要靠试验来定, 不能照搬。
2 关于原材料2 1 原砂覆膜砂往往用于精密铸件的生产, 因此对原砂的质量要求应更高一些, 有时也有特殊的要求。
圆形粒形固然好, 但是粒形稍差一些的原砂在设备、工艺和其它材料较好的情况下, 也可以生产出高质量的覆膜砂。
砂粒表面无缺陷,SiO 2 含量高, 其中没有云母之类的毛状颗粒也是至关重要的。
建议采用图象分析仪测试原砂的粒形。
含泥量应控制在0 2% 以下, 建议采用擦磨脱泥处理工艺。
粒度分布的控制和级配处理应高度重视。
试验结果表明, 合适的粒度级配可提高强度10%~ 15% 。
覆膜砂铸造工艺过程要点
覆膜砂铸造工艺过程要点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。
（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。
覆膜砂铸造工艺(3篇)
第1篇摘要：覆膜砂铸造工艺是一种新型的铸造技术，具有许多优点，如砂芯表面质量好、尺寸精度高、生产效率高、环保性能好等。
本文将对覆膜砂铸造工艺的原理、特点、应用及发展趋势进行详细介绍。
一、引言随着我国工业的快速发展，对铸造产品的质量要求越来越高。
传统的铸造工艺由于砂芯表面质量差、尺寸精度低、生产效率低、环境污染严重等问题，已无法满足现代工业的需求。
覆膜砂铸造工艺作为一种新型铸造技术，具有许多优点，得到了广泛的应用。
二、覆膜砂铸造工艺原理覆膜砂铸造工艺是指在砂芯表面涂覆一层具有一定厚度和强度的有机膜，然后在膜上放置金属型腔，通过高温、高压的方式使熔融金属充填型腔，冷却凝固后取出砂芯，从而获得所需形状和尺寸的铸件。
1. 膜材料：覆膜砂铸造工艺所使用的膜材料主要有聚氨酯、酚醛树脂、环氧树脂等。
这些材料具有优良的耐热性、耐腐蚀性、绝缘性和粘结性。
2. 涂覆方法：覆膜砂铸造工艺的涂覆方法主要有浸涂法、刷涂法、喷涂法等。
其中，浸涂法操作简单，适用于大批量生产；刷涂法适用于小批量生产；喷涂法可提高涂覆效率，适用于自动化生产线。
3. 膜层厚度：覆膜砂铸造工艺的膜层厚度一般在0.1～0.5mm之间，过厚会影响铸件尺寸精度和表面质量，过薄则易造成砂芯损坏。
三、覆膜砂铸造工艺特点1. 砂芯表面质量好：覆膜砂铸造工艺的砂芯表面光滑，尺寸精度高，表面粗糙度低，可满足现代工业对铸件表面质量的要求。
2. 尺寸精度高：覆膜砂铸造工艺的砂芯尺寸精度高，可达到IT10～IT15等级，满足精密铸造的要求。
3. 生产效率高：覆膜砂铸造工艺的砂芯制备速度快，可提高生产效率，降低生产成本。
4. 环保性能好：覆膜砂铸造工艺采用环保型膜材料，无污染排放，有利于环境保护。
5. 可重复使用：覆膜砂铸造工艺的砂芯可重复使用，降低生产成本。
四、覆膜砂铸造工艺应用覆膜砂铸造工艺广泛应用于汽车、摩托车、航空航天、电子、机械、石油化工等行业。
以下列举几个典型应用案例：1. 汽车发动机缸盖：覆膜砂铸造工艺可制备出表面质量好、尺寸精度高的发动机缸盖，提高发动机性能。
覆膜砂芯在汽车制动盘上的应用
的 热量 ，且 为消除运 动时产 生离心 力，零件必须 满足
一
定 的动平衡 要求 ，为此零 件在两摩擦 面之 问留出厚
度为 １ｍ ５ ｍ间隙 ，并 用１０ ２ 个柱状结构将 两摩擦面连接
起来 ，如 图１ 所示 。
铸造工艺难点
该零 件两摩擦 面间必须 采用砂 芯成形 ，砂芯如 图
构必须采用砂芯成形。而该砂芯形状大而薄 ，用其他制芯方式 制作 不能保证其精 度，且效 率极低 ，为此 ，我公司在该砂芯上探索使用了覆膜砂生产该砂芯 ，很好地满足 了铸件 质量
的要求。
制动盘零件的技术要求及结构特点
该零件属盘 类零件 ，其直径 为３ ０ ｍ，高１ ０ ５ｒ ａ ５ ｍｍ，属中等零件 。其两制动摩擦 面经
开 裂和不 变形 ，但 又要求 清理铸 件时砂 芯又有优 良的
溃散性 ，使铸件芯腔容易清理干净 。
覆膜砂制芯工艺
该零 件试 制时 ，我 公 司采用过植 物砂 、树脂砂 等
图２ 砂芯立体图
各种制 芯方法 ，结果都由于各种原 因不 能生 产出合格铸件而放弃 ，最后我们探索使用覆膜
砂 生 产 该 产 品的 砂 芯 获 得 了成 功 。
Ｍａ ｎ
ｑｐｅ ｕｍｎ ｉ ｔ
■ 湖 北 丹 江 口志 成 铸造 有限 公 司技 术 部／ 国 昌 汪
覆膜砂芯 在汽车制动盘上的应用
制动盘零 件是汽车上关键的制动零件 ，其直径较大 ，对铸件的内在质量要求较高 ，由 于其使用性能的要求 ，使该零件在两摩擦面间的结构形状 很特殊 ，
在 选择 覆膜 砂时要求 供应 商提供的覆膜砂具有以下特性 ：热稳定性好 ，流动性好 ，低
覆膜砂的生产工艺流程及注意事项
覆膜砂的生产工艺流程及注意事项下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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铸造用覆膜砂最新检测指标
铸造用覆膜砂最新检测指标
覆膜砂必检指标有：常温抗弯强度、热态抗弯强度、灼烧减量、粒度和熔点。
可选检测指标有：常温抗拉强度、热态抗拉强度、发气量和流动性。
新增的检测指标：
（1）高温抗压强度——模拟铸造的实际条件，测试覆膜砂芯在1000-1500℃时的抗压强度。
（2）耐热时间——测试覆膜砂芯在高温下（700-1500℃）保持强度，不变形、不溃散的时间。
（3）抗脱壳性——测试覆膜砂的抗脱壳能力。
原辅材料的要求有：
1、骨料
骨料是构成覆膜砂的主体，对骨料的要求是：耐火度高，挥发物少，颗粒自身强度高，一般选用天然硅砂。
只有特殊要求的铸件才采用特种砂（如锆砂、铬铁矿、陶粒砂、磁铁矿砂等）作为覆膜砂的骨料。
对硅砂的一般要求是：
A.SiO2：铸铁及有色铸造用砂要求在90%以上,铸钢件要求在98%以上。
B.偏酸性砂优于偏碱性砂。
C.含泥量<0.3%。
D.粒度分布:宜采用3筛集中，5筛分散度。
E.粒形:尽可能选用圆整性好的硅砂,角形系数一般应小于1.3。
2、粘结剂
目前普遍采用酚醛类树脂作为粘结剂,
酚醛类树脂有固体和液体,热固体与热塑性之分,通常采用热塑性固态酚醛树脂，对其性能要求是:
A.聚合速度(热板法):25-75S
B.软化点(环球法):90-105℃
C.流动性(斜板法):60-110mm
D.游离酚含量(溴化法):≤4%
3、固化剂、润滑剂、添加剂
覆膜砂常规的固化剂是乌洛托品，其加入量是树脂的5%-20%。
覆膜砂铸造工艺过程要点参数可收
覆膜砂铸造工艺过程要点参数可收覆膜砂铸造工艺过程要点参数可收!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 ~ 12.5pm ,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I .覆膜砂组成心•.en般由耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂及特殊添加剂组成(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。
覆膜砂多少钱一吨
在一些生产制造行业常使用覆膜砂作为一种铸钢件、铸铁件等造型的主要材料。
这种材料的应用范围也十分普遍，它的市场价格也是很多企业比较关注的，一般在200-900左右一吨。
由于价位主导因素有很多，只有结合客户的需求与厂家协商才能得到准确的报价。
厂家生产的覆膜砂产品的规格有很多种，例如20-40目,30-50目,50-100目,70-140目,100-200目等，不同的规格相应的单价会有差别。
另外还有厂家生产覆膜砂成本的高低也会导致价位变化：目前的覆膜砂再生设备价格昂贵并且再生效率不高，生产效率为5吨/小时的热法再生设备价格在1200-1600万元，再生覆膜砂的费用为65-90元/吨，这样的高成本还不能为国内铸造企业所普遍接受。
成本包括砂子、废钢、合金、人工工资、其它费用。
制作覆膜砂的工艺不同也会对于产品价格产生影响：冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面；热法把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。
另外覆膜砂的产品类型也会许多区分因此，不同的类型的报价也不相同。
（1）普通类覆膜砂由石英砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成，不加有关添加剂。
适用于生产一般铸铁件。
（2）高强度低发气类覆膜砂通过加入有关添加剂和采用新工艺配制而成，其强度比普通覆膜砂高30%以上，发气量也明显降低，适用于生产复杂精密铸铁件。
（3）高温类覆膜砂在高温下具有强度高、耐热时间长的特性，适用于生产汽车发动机缸体、缸盖、集装箱角等复杂薄壁铸铁件。
（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。
企业应该结合自身的需要选择适合本企业的覆膜砂产品，多了解一些价格从而选择性价比高的产品。
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耐高温覆膜砂树脂
一、产品特性：（PF103）
该系列覆膜砂树脂，较普通树脂有其高温抗氧化的特点。在1000℃
﹑1min的试验条件下，高温抗压强度≥0.15mpa,在1000℃﹑
0.1mpa的压力试验条件下，耐压时间≥150秒，可有效地防止砂
型或砂芯的高温变型或裂纹等铸造缺陷，可满足发动机缸盖﹑水套等
内腔复杂的型﹑砂芯的需要。
二、技术指标：
型号 外观 水分 软化点 集合速度 游离酚
PF103 黄粉色条状 ≤0.5 85-100℃ 25-45（S） ≤1.5％
三、覆膜参考工艺：
1、型砂粒度﹑树脂加入量按砂型﹑芯的大小和强度要求选择，树脂
加入温度应高于树脂软化点40~50℃。
2、乌洛托品水溶液混合比例因为：乌洛托品：水=1:2~2.5
乌洛托品的加入量应占树脂量的12~15％
3、润滑剂加入量应占树脂的5~7％
4、加料顺序和时间：
135--150℃ 60—90秒 乌洛托品 冷却破碎
原砂 ---------------→＋树脂---------- → ＋硬脂酸钙----→
------------→
混合 ＋110--120℃ 放砂
四、包装与储存
条状 用25㎏的塑编袋包装，内衬塑料胆。
置于阴凉处存放，避免阳光直射，盛有货物的包装袋不易堆放过高以
免结块。