铁模覆砂工艺设计汇编精选.docx

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1、铁模覆砂工艺设计中及操作中的注意事项（1） .覆砂的厚度：覆砂的厚度对铸件质量和生产成本都很重要。覆 砂的厚度过厚，不但影响其激冷效果，也加大了生产成本，另外由于 发气量大，铸件易出现气孔缺陷，且不易均匀热固化。覆砂的厚度过 薄，激烈过重，铸件的硬度高，不便精加工。一般情况下，精加工面 覆砂较厚，非加工面覆砂较薄；珠光体基体材质的铸件覆砂较薄，铁 素体基体的铸件覆砂较厚；热节点覆砂较薄（可少至34）,非热 节点覆砂较厚;距射砂口近处覆砂要厚，远离射砂孔处覆砂适当薄；铸 件大而且形状复杂时，覆砂要厚，否则影响砂的流速，途中固化，致 使铸型下部充砂不实。覆砂厚度一般控制在58 mm。（2）.如果铸

2、件 的高（深）度大，在下部要设“气塞”，防止起模时下部产生真空区 不能进气，吸伤铸型。.在加热铁模及砂型时，要控制其加热温度及整体温度的均匀性。（4） .在设计分型面时，尽可能的使上下型（砂箱）高度均匀，减少充 砂路程，便于使覆膜砂充实铸型。.射砂和排气：即在往砂箱和铁模型之间，形成的型腔中射充砂 的同时，要使型腔中的气体顺利排出，否则将会产生覆砂不实或覆砂 层不完整的现象。如：砂箱与铁模底版的接触面，砂箱上要开设排气 道，排气道开设的大小，以只能充分排气而不能跑砂为准则（一般是用 手锯开槽即可）。（6）.砂箱设计：砂箱壁厚激冷效果好，但铸件易硬度高，砂箱壁薄 急冷效果差。铁模型及砂箱的壁厚一

3、般在1225mm。铁/砂=1:67 （即铸件重量与其所消耗覆膜砂重量之比）O覆膜砂铸造工艺技术要点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。关键词： 覆膜砂、铸钢件、产品质量。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=6.312.5m,尺寸精度可达CT7 CT9 级；溃散性好，铸件容易清理。（2）

4、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：D覆膜砂一般由耐火材料、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：SQ2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驰）；含泥量不大于0.3% （为擦洗砂）水洗砂含泥量

5、规定小于；粒度分布在相邻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5mlo（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1 ：1） 10-15占树脂重 硬脂酸钙57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。热 法覆膜工艺是先将原砂加

6、热到一定温度，然后分别与树脂、乌洛托品 水溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和筛分而成。由于配方的差 异，混制工艺有所不同。目前国内覆膜砂生产线的种类很多，手工加 料的半自动生产线约有2000-2300条，电脑控制的全自动生产线也 已经有将近50条，有效提高了生产效率和产品稳定性。例如XX铸造 有限公司的自动化可视生产线，其加料时间控制精确到01秒，加热 温度控制精确到10C。，并且可以通过视频时时观察混砂状态，生产 效率达到6吨/小时。3）覆膜砂的主要产品类型（1）普通类覆膜砂简介:普通覆膜砂即传统覆膜砂，其组成通常由 石英砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品和硬脂酸钙构成，不加有关添加 剂，其树脂

7、加入量通常在一定强度要求下相对较高，不具备耐高温， 低膨胀、低发气等特性，适用于要求不高的铸件生产。（2）高强度低发气类覆膜砂特点：高强度、低膨胀、低发气、慢发 气、抗氧化简介:高强度低发气覆膜砂是普通覆膜砂的更新换代产品, 通过加入有关特性的“添加剂”和采用新的配制工艺，使树脂用量大 幅度下降，其强度比普通覆膜砂高30%以上，发气量显著降低，并能 延缓发气速度，能更好地适应铸件生产的需要。该类覆膜砂主要适用 于铸铁件中，中小铸钢、合金铸钢件的生产。目前该类覆膜砂有三 个系列：GD-I高强度低发气覆膜砂；GD-2高强度低膨胀低发气覆 膜砂；GD-3高强度低膨胀低发气抗氧化覆膜。（3）耐高温（类

8、）覆膜砂（ND型）特点：耐高温、高强度、低膨胀、低 发气、慢发气、易溃散、抗氧化简介耐高温覆膜砂是通过特殊工艺 配方技术生产出的具有优异高温性能（高温下强度高、耐热时间长、热 膨胀量小、发气量低）和综合铸造性能的新型覆膜砂。该类覆膜砂特 别适用于复杂薄壁精密的铸铁件（如汽车发动机缸体、缸盖等）以及高 要求的铸钢件（如集装箱角和火车刹车缓；中器壳件等）的生产，可有 效消除粘砂、变形、热裂和气孔等铸造缺陷。目前该覆膜砂有四个系 列：VND-I耐高温覆膜砂.ND-2耐高温低膨胀低发气覆膜砂ND-3 耐高温低膨胀低发气抗氧化覆膜砂ND-4耐高温高强底低膨胀低发 气覆膜(4)易溃散类覆膜砂具有较好的强度

9、，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为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。 同时2004年推出的快速固化覆膜 砂在具有各项性能的基础上可以将固化速度提高30-70%,有效提高 生产效率，并节约能源。三、覆膜砂制芯主要工艺过程：加热温度200-300C。、固化时间30- 150s,射砂压力0.15-0.60MPao形状简单的砂芯、流动性好的覆膜砂 可选用较低的射砂压力，细薄砂芯选择较低的加热温度，加热温度低 时可适当延长固化时间等。覆膜砂所使用的树脂是酚醛类树脂。制

10、芯 工艺的优点：具有适宜的强度性能；流动性好；砂芯表面质量好 (Ra=6.3-12.5m)；砂芯抗吸湿性强；溃散性好，铸件容易清理。Is铸型(模具)温度：铸型温度是影响壳层厚度及强度的主要因素 之一,一般控制在220260C。,并根据下列原则选定：(1)保证覆膜砂上的树脂软化及固化所需的足够热量；(2)保证形成需要的壳厚且壳型(芯)表面不焦化；(3)尽量缩短结壳及硬化时间，以提高生产率。2、射砂压力及时间：射砂时间一般控制在3 10s,时间过短则砂型 (芯)不能成型。射砂压力一般为06MPa左右；压力过低时，易造 成射不足或疏松现象。3、硬化时间：硬化时间的长短主要取决于砂 型(芯)的厚度与铸

11、型的温度，一般在60 120s左右。时间过短， 壳层未完全固化则强度低；时间过长，砂型（芯）表面层易烧焦影响 铸件质量。覆膜砂造型（芯）工艺参数实例：序号图号壳厚（mm） 重量（kg）铸型温度（Co）射砂时间（s）硬化时间（s） 1 （导 向套）DN80-05 8-IO 2.5 2.6 220 240 2 3 60 80 2 （阀体） DN05-01 10 12 3.75 3.8 240 260 3 5 80 100四、射芯机的工作原理：射砂时压缩空气迅速进入射砂筒内,穿过砂层 空隙推动砂粒,形成砂气流,使芯砂以较高的速度射入芯盒,在充填芯盒 的同时获得紧实。五、覆膜砂应用中存在的问题及解决对

12、策制芯的方法种类很多，总的 可以划分为热固性方法和冷固性方法两大类，覆膜砂制芯属于热固性 方法类。任何一种制芯方法都有其自身的优点和缺点，这主要取决于 产品的质量要求、复杂程度、生产批量、生产成本、产品价格等综合 因素来决定采用何种制芯方法。对铸件内腔表面质量要求高，尺寸精 度要求高、形状复杂的砂芯采用覆膜砂制芯是非常有效的。例如：轿 车发动机气缸盖的进排气道砂芯、水道砂芯、油道砂芯，气缸体的水 道砂芯、油道砂芯，进气岐管、排气岐管的壳芯砂芯，液压阀的流道 砂芯，汽车涡轮增压器气道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中还常遇到 一些问题，这里仅就工作中的体会略谈一二。1覆膜砂的强度和发气量的确定方法在原

13、砂质量和树脂质量一定的 前提下，影响覆膜砂强度的关键因素主要取于酚醛树脂的加入量。酚 醛树脂加入量多，则强度就提高，但发气量也增加，溃散性就降低。 因此在生产应用中一定要控制覆膜砂的强度来减少发气量，提高溃散 性，在强度标准的制订时定要找到一个平衡点。这个平衡点就是保证 砂芯的表面质量及在浇注时不产生变形、不产生断芯前提下的强度。 这样才能保证铸件的表面质量和尺寸精度，又可以减少发气量，减少 铸造件气孔缺陷，提高砂芯的出砂性能。对砂芯存放，搬运过程中可 以采用工位器具、砂芯小车，并在其上面铺有IOmm 15mm厚的 海绵，这样可以减少砂芯的损耗率。2覆膜砂砂芯的存放期：任何砂芯都会吸湿，特别是

14、南方地区空气 相对湿度大，必须对砂芯存放期在工艺文件上加以规定，利用精益生 产先进先出的生产方式减少砂芯的存放量和存放周期。各企业应结合 自己的厂房条件和当地的气候条件来确定砂芯的存放周期。3控制好覆膜砂的供货质量：覆膜砂进厂时必须附有供应商的质量 保证资料，并且企业根据抽样标准进行检查，检查合格后方可入库。 企业取样检测不合格时由质保和技术部门做出处理结果，是让步接受 或向供应商退货。4合格的覆膜砂在制芯时发现砂芯断裂变形制芯时砂芯的断裂变 形通常会认为覆膜砂强度低造成的。实际上砂芯断裂和变形会涉及到 许多生产过程。出现不正常情况，必须要查到真正的原因才能彻底解 决。具体原因如下：1）制芯时

15、模具的温度和留模时间，关系到砂芯结壳硬化厚度是否满 足工艺要求。工艺上所规定的工艺参数都需要有一个范围，这个范围 需靠操作人员的技能来进行调整。在模具温度上限时留模时间可以取 下限，模具温度在下限时留模时间取上限。对操作人员需要不断地培 训提高操作技能。2）制芯时在模具上会粘有酚醛树脂和砂粒，必须进行及时清理并喷 上脱模剂，否则会越积越多开模时会把砂芯拉断或变形。3）热芯盒模具静模上的弹簧顶杆，由于长期在高温状态下工作会产 生弹性失效而造成砂芯断裂或变形。必须及时更换弹簧。4）动模和静模不平行或不在同一中心线上，合模时在油缸或气缸的 压力作用下，定位销前端有一段斜度，模具还是会合紧，但在开模时 动模和静模仍会恢复到原始状态使砂芯断裂或变形。在这种情况下射 砂时会跑砂，砂芯的尺寸会变大。解决对策是及时调整模具的平行度 和同轴度。5）在壳芯机上生产空心砂芯时，从砂芯中倒出尚未硬化的覆膜砂需 要重新使用时，必须进行过筛并未用过的覆膜砂按3 : 7比例混合后 使用，这样才能保证壳芯砂芯的表面质量和砂芯强度。