我国铸造覆膜砂的生产_应用与展望.pdfVIP

我国铸造覆膜砂的生产、应用与展望 蔡教战 （广西柳州市铸造学会 广西 柳州 545005） 摘 要：论述了我国铸造覆膜砂的生产及应用概况；简要介绍了我国覆膜砂的发展历程， 叙述了覆膜砂原材料的选择、覆膜砂分类，着重介绍了覆膜砂的制芯 （造型）工艺，特别 是热芯盒制芯及壳芯制作工艺，对覆膜砂的再生与质量控制作了描述；对我国覆膜砂技术 的发展方向及应用前景进行了展望。 关键词：覆膜砂 树脂 热芯盒 壳芯 我国于 20 世纪 50 年代开始研究应用覆膜砂及壳（芯）工艺，直至 80 年代中期以前 只有少数几家工厂采用自制的覆膜砂用于壳芯生产。自此以后，覆膜砂开始作为商品推向 市场。随着原材料、制造设备和制造工艺的不断改进，覆膜砂品质不断得到提高，生产成 本下降，90 年代以来，覆膜砂的应用得到了更迅速的发展，产品种类不断增多，并已形成 系列化。目前，我国铸造用覆膜砂年产量已达 50 万吨以上，共有专业生产厂家近百家。 随着我国汽车工业的快速发展和机械产品外贸出口需要，以及铸件国际市场的开发，对铸 件品质的要求越来越高，覆膜砂的应用将会在短期内得到迅速增长。 1 覆膜砂原材料的选用 覆膜砂一般由骨料、粘结剂、固化剂、润滑剂和特殊添加剂组成。 1.1 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、颗粒较圆整 并自身强度高等。一般选用天然擦洗硅砂，这主要是由于其储量丰富，价格便宜，能 满足铸造要求。只有特殊要求的铸钢件或铸铁件才采用锆砂或铬铁矿砂。对硅砂的一 般要求是： （1） SO 含量高。铸铁及有色铸造用砂要求 SO 90% ，铸钢件要求97% ； 2 2 （2 ） 含泥量≤0.2% ； （3 ） 粒度分布宜采用 3-5 筛分散度； （4 ） AFS 细度：应根据铸件表面粗糙度要求来选定不同的细度，一般为 AFS50-65 ； （5 ） 粒形：尽可能选用圆整性好的硅砂，角形因素应1.3 ； （6 ） pH 值7; （7 ） 硅砂需用水擦洗过，如有特殊要求，可将硅砂酸洗或进行高温活性处理（900℃焙烧） 1.2 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、热固性和 热塑性之分。目前制作覆膜砂通常采用热塑性固态酚醛树脂。对其性能要求是： （1） 聚合速度（热板法）：25-27s （2 ） 软化点（环球法）：90-105℃ （3 ） 流动性（斜板法）：60-110mm （4 ） 游离酚含量（溴化法）：≤4% 138 粘结剂的性能对覆膜砂的品质有很大的影响，人们一直在致力于研究如何提高酚醛树 脂的性能，以及寻找酚醛树脂的替代品。国外已开发出不同性能的专用树脂，如高强度低 发气树脂、易溃散树脂，也有采用改性聚酯树脂的报道，但未得到全面推广，至今普遍采 用的仍是改性酚醛树脂。国内近年来在覆膜砂专用酚醛树脂的研究开发方面发展较快，已 开发出不同的改性酚醛树脂供生产使用。 1.3 固化剂、润滑剂、添加剂 固化剂通常采用乌洛托品即六亚甲基四胺，分子式为（CH ） 2 N ，要求为工业一级品。润滑剂一般采用硬脂酸钙。其作用是防止覆膜砂结块，增加 6 4 流动性，使型、芯表面致密及改善砂型（芯）的脱模性。添加剂的主要作用是改善覆 膜砂的性能。目前采用的添加剂主要有：耐高温添加剂 （如含碳材料或其他惰性材料）、 易贵散添加剂（如二氧化锰、重铬酸钾、高锰酸钾、已内酰胺等）、增强增韧添加剂（如 超短玻璃纤维材料、有机硅烷 KH-550 等）以及防粘砂添加剂和抗老化添加剂等等。 2 覆膜砂的分类 随着覆膜砂应用范围的不断扩展，不同铸造工艺、不同材质要求以及不同结构的铸件 对覆膜砂提出了不同的性能要求。自20 世纪 90 年代以来，国内开发了不同性能的覆膜砂， 按其性能特点来划分，可将国内市场上的覆膜砂分为干态和湿态两大类。其中干态类包括： 普通类、耐高温类、高强度低发气类、易溃散类、离心铸造类等。湿态覆膜砂包括机