覆膜砂工艺流程

覆膜砂工艺流程

了砂型(芯)的尺寸精度，简化了制芯工艺，减少了能耗，降低了对熟练工人的需求，提高了生产效率，同时提高了铸件质量（铸件尺寸、表面粗糙度），使砂型铸造朝着近无余量铸件的铸造工艺迈出了一大步。但应当指出，上述的制芯、制型法目前均在一定的范围内适用。生产实际应用上具体选用哪一种工艺往往受多种因素的影响，除了考虑生产纲领、材质、尺寸的大小以及质量要求外，还需考虑投资大小、能源供应、人员素质、管理水平、以及公害、污染等因素。

我国在50年代末就开展了这方面的试验研究工作。由于当时我国壳型用酚醛树脂的性能不过关和供应难以保证，价格也较高，而且当时我国还没有专用的覆膜砂生产设备，特别是汽车工业十分落后，对铸件也没有很高的质量要求等多方面的原因，壳型工艺在我国没有得到推广和应用。80年代以后，随着我国汽车工业的迅速发展，对铸件的质量也提出了很高的要求，于是一汽从英国引进了一套热法树脂覆膜砂设备，并通过技术消化开发出了国产SZ7215型热法覆膜砂混砂装置。随后济南铸锻

机械研究所等一些科研单位和院校一方面改进覆膜砂混砂设备，提高它的牵引动力和搅拌速度，从而改善了酚醛树脂在硅砂表面的覆膜效果，另一方面，在方面过程中添加各种附加物，以提高覆膜砂的强度、耐热性和溃散性，于是树脂覆膜砂在我国的汽车、拖拉机、柴油机工厂中得到了广泛的应用。目前，我国的树脂覆膜砂专业生产厂家已达200－300家，覆膜砂年产量超过50万吨，覆膜砂的品种也从单一的普通型覆膜砂，发展到了目前的高强度、低发气、耐高温、速固化、低膨胀和易溃散等多种性能的覆膜砂，以及离心铸造用、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与预热到150－350℃的金属接触，从而形成与金属模外形轮廓一致的型腔，厚度6－12.5mm的坚硬薄壳的造型方法。

2、优缺点：

壳型造型与传统用桐油、合脂、水玻璃、粘土作粘结剂的铸造方法相比具有以下优缺点：

（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12.5－6.3μm

3）、可浇注薄壁铸件

4）、铸件废品率低

5）、提高了生产率

（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。

3、壳型的制造方法

壳型（芯）的制造方法通常有两种：

1）、翻斗法――常用于制作壳型

2）、吹砂法――常用于制作壳芯

其基本原理是把金属模板或芯盒加热到一定的温度，使覆膜砂中的树脂受热软化、熔融、硬化，其工艺流程如下：

清理模板（芯盒）――模板（芯盒）加热――喷涂分型剂――制壳（包括烘烤，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

壳型砂的原材料主要由人造树脂（粘结剂）、原砂、乌洛脱品（硬化剂）、硬脂酸钙（润滑剂）以及其它附加物（石英粉、水、煤油等）组成。（一）、树脂粘结剂

1、树脂粘结剂的分类

酚醛树脂（PF）是由酚类和醛类缩合而成的一类树脂的总称。其中性能最好、应用较广的是甲醛缩合而成的高聚物。

在聚缩反应中，由于原材料配比和介质的酸碱性不同，可以得到热塑性线型树脂，也可以得到热固性体型树脂。

1）、热塑性线型树脂

在苯酚过剩和用酸性催化剂（如Hcl）的条件下进行缩合反应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。

壳型树脂砂用的粘结剂就是这种热塑性线型酚醛树脂。

2）、热固性体型树脂

在甲醛过剩和用碱性催化剂[如Ba(OH)]的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。作为粘结剂使用的酚醛树脂系分子量在700－1000左右的甲阶酚醛树脂。热芯盒法用的2124液态酚醛树脂就是热固性树脂的乙阶段产物。

2、铸造用壳型（芯）酚醛树脂分级与牌号

1）按软化点分级

分级代

号

75 85 95 105

温度范围70－80 >80－90 >90－

100

>100－

110

2）、按常温抗弯强度分级

分级代号8 7 6

强度范围≥8.0 ≥7.0 ≥6.0 3）、按聚合速度分级

分级代

号

A B C D

聚合速度（s）20－30 ＞30－

40

＞40－

50

＞50－

60

4）、牌号

铸造用壳型（芯）酚醛树脂的牌号表示如下：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）对原砂要求较高，一般选用天然硅砂，也可用锆砂、铬铁矿砂、或其他类似的耐火材料及混合砂等。

1、粒度：

主要取决于产品的使用要求，一般可选用140/70、70/140、100/200目的细砂。从减少树脂的加入量角度看，原砂粒度宜相对集中，但过于集中会加剧硅砂高温状态下的膨胀量，造成脉纹缺陷，故一般选择分布在相邻4－5个筛上（四筛砂为宜），在不影响铸件表面粗糙度的前提下尽可能选用粗的砂子，这有利于减少树脂加入量和覆膜砂的发气量，并减少其脱壳倾向，且可以保证壳型砂具有较高的强度，适当的透气性和流动性。

2、粒形：

所用原砂粒形因为圆形,即角形系数小于1.3。圆形砂在获得同样强度时，树脂的加入量少，发气量低，流动性好。

3、SiO2含量：

从提高铸件内腔质量、减少粘砂角度看，