鑄造的覆膜砂為什麼會縮孔

① 覆膜砂鑄件出現問題怎麼解決

覆膜砂是一種採用優質精選天然砂為砂基，經過特殊性能的樹脂覆膜系統及最理想的工藝技術，根據不同用戶的技術需求，力求在常溫性能、高溫性能、潰散性、流動性、鑄件表面粗糙度等方面最完美的結合，廣泛用於汽車發動機、柴油機、液壓件等行業。覆膜砂砂粒表面在造型前即覆有一層固體樹脂膜的型砂或芯砂。有冷法和熱發兩種覆膜工藝：冷法用乙醇將樹脂溶解，並在混砂過程中加入烏洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇揮發，得覆膜砂；熱法把砂預熱到一定溫度，加樹脂使其熔融，攪拌使樹脂包覆在砂粒表面，加烏洛托品水溶液及潤滑劑，冷卻、破碎、篩分得覆膜砂。其它特殊要求覆膜砂，為適應不同產品的需要，開發出了系列特種覆膜砂如：離心鑄造用覆膜砂、激冷覆膜砂、濕態覆膜砂、防粘砂、防脈紋、防橘皮覆膜砂等。

覆膜砂所操作的樹脂是酚醛類樹脂。對鑄件內腔概況質量要求高，尺寸精度要求高、形狀復雜的砂芯採用覆膜砂制芯長短常有效的。覆砂鍛造是在金屬型內腔覆上一薄層型砂而形成鑄型的一種鍛造工藝,及格的覆膜砂在制芯時發現砂芯斷裂變形 制芯時砂芯的斷裂變形凡是會認為覆膜砂強度低造成的。覆膜砂產量越大，成本越低，先用沙子做成模子，然後把鐵水直接澆灌下去，冷卻後產物再經由打磨，噴砂，淬火等就出成品了。酚醛樹脂插手量多，則強度就提高，但發氣量也增加，潰散性就降低。

② 殼型覆膜砂鑄造縮孔

加大直澆道截面積利用直澆道補縮，從你描述的情況來看應該是補縮通道小，或補縮量不夠。

③ 覆膜砂殼型鑄造出現氣孔

如果是覆膜砂殼型鑄造，其跟覆膜砂的發氣量無關。球鐵件本來就容易出現渣氣孔，在上表面，主要原因：1、廢鋼含有含鎂、鋁，造成氣孔；2、球化劑是不幹凈，含有雜質易產生渣。為了驗證我的觀點，你可以做一下電鏡分析，看鎂元素、鋁元素是否比較高？同時鈣元素、硅元素比較高？

④ 求助鐵型覆膜砂鑄造工藝

鐵型覆砂鑄造是在金屬型（稱為鐵型）內腔覆上一薄層型砂而形成鑄型的一種鑄造工藝。由於覆砂層比較薄（4～8mm），因此採用比較貴的高質量造型材料，在經濟上也是合理的，其結果是使鑄件質量大大改善和廢品顯著減少；由於鐵型覆砂鑄型剛度很好，從而顯著地提高了鑄件的尺寸精度和緻密性。

德國、前蘇聯等國於60年代前後開始把鐵型覆砂鑄造應用於鑄造生產，主要用於生產球鐵曲軸、剎車轂、剎車盤、缸套、炸彈殼、坦克履帶和電機底座等30餘種鑄件。我國對鐵型覆砂鑄造的應用性研究起始於70年代初，至1979年，浙江省機電設計研究院和永康拖拉機廠等單位合作，首次將該工藝用於S195曲軸毛坯的批量鑄造生產，同時，完成了對該工藝所生產的球鐵曲軸性能的考核評價，在疲勞強度（疲勞極限應力σ-1的比較）、斷裂強度（門檻值ΔKth的比較以及斷裂韌性K1C的比較）和使用壽命（10000h台架耐久試驗對比）等方面，與砂型鑄造麯軸進行了大量的試驗對比，皆優於砂型鑄造。在其後的10餘年裡，該工藝不斷在應用中提高完善，至90年代初,已有7家企業應用了該工藝，尤其是單缸曲軸和四缸曲軸的鐵型覆砂鑄造工藝取得了很大的成功。這段時期的代表企業是永康拖拉機廠、上虞動力機廠、望都曲軸連桿廠、皖北曲軸廠、金華內燃機配件廠、常州柴油機廠等。1991年國家計委將鐵型覆砂鑄造批准為國家「八五」重點新技術推廣項目，並把浙江省機電設計研究院作為該項目的技術依託單位，這對於我國鐵型覆砂鑄造技術的發展起了巨大的推動作用。我院承擔了該推廣項目後，在其後的5～6年時間里基本上解決了鐵型覆砂鑄造用於批量生產的一系列問題。

主要是：

①設計和定型了覆砂造型機，解決了長期以來由射芯機改裝代用的問題；
②定型規范了標準的鐵型覆砂鑄造生產線，使原來比較簡單的鐵型覆砂鑄造生產線得到了改進，在上海球鐵廠等企業應用；
③鐵型覆砂鑄造應用擴大到鑄造工藝難度較大的一些鑄件，例如六缸曲軸和三缸曲軸等；
④將覆膜砂引入鐵型覆砂鑄造生產中，大大提高了覆砂造型質量；
⑤鐵型覆砂鑄造工藝設計進一步規范，設計水平也大大提高，並開發了鐵型覆砂鑄造過程的計算機模擬軟體和引入了鐵型覆砂鑄造工藝的計算機輔助設計軟體。

目前，全國已有近百家企業應用了鐵型覆砂鑄造工藝生產球鐵曲軸、凸輪軸、平衡軸、耐壓閥體、缸套，耐磨齒盤等30餘種鑄件，估計年產鑄件在10×104t左右。比較典型的企業有上海汽車鑄造總廠球鐵廠、沈陽第一曲軸廠、廣西百礦集團、宜興機械總廠、山東九羊集團、浙江曙光曲軸廠、本溪天緣曲軸廠、保定電影機械廠、山西潞城曲軸廠、河北辛集曲軸廠等。但是由於這些企業引入該工藝的方式不同：有委託我院進行設計或承建的，也有自行仿造開發的。因此他們對鐵型覆砂鑄造工藝的掌握程度相差甚遠。僅以鐵型覆砂鑄造廢品率為例，不少掌握得比較好的企業可穩定在3%左右，取得了非常好的經濟效益。但也有少數企業的鐵型覆砂鑄造廢品率卻高達20%左右，這大大地抵消了該工藝來該產生的的經濟效益。究其原因，發現是由於這些企業還沒有完全掌握該工藝的設計和生產要領，以及疏於生產管理所致。

鐵型覆砂鑄造工藝設計及實際生產主要解決：

①鐵型壁厚和覆砂層厚度及二者的配合，以滿足不同壁厚和不同材質鑄件對凝固和冷卻的不同要求；
②便捷和經濟的覆砂成型方法，以滿足不同鑄件對表面質量和尺寸精度的要求；
③工藝參數。如澆注系統、射砂系統、排氣系統等的確定；
④批量生產的實現。例如生產線及覆砂主機和輔機的設計定型；
⑤工藝規程的制定，例如澆注、冷卻和開箱等規程，以及鑄件成分的調整等。

2鐵型覆砂鑄造的熱交換特點

液態金屬澆入鐵型覆砂鑄型以後，「鑄件——覆砂層——鐵型」是一個不穩定的熱交換系統。為了使問題簡化，假設鑄件是半元限的；並假設系統中各組元的溫度場按直線規律分布的。圖1表示系統的一部分，顯然，同樣的比熱流q通過了系統中各個組元：

圖1鑄件—覆砂層—鐵型的溫度分布

令分別表示鑄件與覆砂 層、鐵型與覆砂層之間熱交換強度的兩個傳熱准則。k1是鑄件熱阻與覆砂層熱阻之比；k2是鐵型的熱阻與覆砂層熱阻之比。將k1和k2結合起來考慮，隨著覆砂層厚度的變化，有以下三種實際上可能發生的「鑄件——覆砂層——鐵型」間不同的傳熱情況：

①當k≤1，k2≤1時，覆砂層在正常的厚度之內，鑄件的冷卻速度隨著覆砂層厚度的減少而增大。
②當覆砂層的厚度超過某一厚度以後，鐵型對鑄件冷卻已不產生影響，這時就相當於普通的砂型鑄造或樹脂砂鑄造。由於覆砂層的導熱系數比鐵型的導熱系數小得多，所以鑄件冷卻緩慢。
③當k≧1，k2≧1時，覆砂層厚度太薄，這時就相當於金屬型鑄造了。

以上熱交換特點已為實驗所證實，當曲軸（CTЦ-14）鐵型覆砂鑄造的覆砂層厚度從4～32mm逐漸變化時，曲軸組織中的滲碳體量不斷減少，珠光體量和鐵素體量不斷增加。而當覆砂層厚度小於4mm時，鑄件的冷卻強度與金屬型（厚塗料）相近；覆砂層大於32mm時，則其冷卻強度相當於普通樹脂砂鑄造了。

當鐵型覆砂鑄造用於各種不同鑄件的生產時，就是通過試驗或經驗類比，以確定不同的覆砂層厚度和鐵型厚度來控制鑄件的凝固速度。例如在490Q球鐵曲軸鐵型覆砂鑄造工藝設計中，取覆砂層厚度為5～8mm，鐵型壁厚為20～30mm，生產出了優質的無冒口鑄態球鐵，其主要原因：

①覆砂層有效地調節了鑄件的冷卻速度，一方面使鑄件不易出現白口，另一方面又使冷卻速度大於砂型鑄造。如圖2所示，當鐵水澆入鐵型覆砂鑄型後，經8min鑄件溫度降到930℃左右，而砂型要降到同樣溫度，就需要24min，冷卻速度提高了3倍左右，其結果使鑄件的機械性能顯著提高。

②鐵型無退讓性，但很薄的覆砂層卻能適當減少鑄型的收縮阻力；而鐵型所具有的剛性，又有效地利用了球鐵在凝固過程中的石墨化膨脹，實現了無冒口鑄造；由於覆砂層薄，型腔不易變形，鑄件精度比砂型大為提高。

1-鐵型覆砂2-砂型
圖2球鐵澆注後的冷卻曲線

3鐵型覆砂鑄件的冷卻速度

影響鐵型覆砂鑄件冷卻速度的因素有鑄件壁厚、鑄件材質、澆注溫度、覆砂層厚度、覆砂層的材料、鐵型厚度、鐵型材質和鑄型溫度等因素。在此，僅討論鑄件壁厚（bc）、覆砂層厚度（bm）及鐵型厚度(bi)的影響。

3.1 bc、bm和bi對鑄件冷卻的影響

圖3是在下列實驗條件下做出的不同鑄件壁厚（分別是10mm、20mm、40mm、80mm）、不同覆砂層厚度（分別是4mm和32mm）以及不同鐵型壁厚（分別是32mm和8mm）對鐵型覆砂鑄件冷卻速度的影響情況：鑄件化學成分3.52%C、2.46%Si、0.80%Mn、0.18%P、0.031%S，覆砂層化學成分為：石英砂90%，粘土8%，煤粉2%，水分3%。

圖3鑄件壁厚、覆砂層厚度、鐵型壁厚對冷卻速度的影響

從圖3可見：①鑄件壁厚、覆砂層厚度和鐵型壁厚共同影響鑄件的冷卻速度。因此，在實際生產中，應根據不同的鑄件壁厚來選擇合適的鐵型厚度和覆砂層厚度，以得到所需的冷卻速度。②不同厚度的鑄件可以通過選擇合適的覆砂層厚度和鐵型壁厚得到相同的冷卻速度，例如圖3中的Ⅰ區表示厚度為10mm和20mm、Ⅱ區表示20mm和40mm、Ⅲ區表示40mm和80mm鑄件冷卻范圍之間的重疊。③雖然可以改變bm和bi使不同厚度的鑄件獲得相同的冷卻速度，但並非任何厚度的鑄件都可獲相同的冷卻速度，在本實驗條件下，厚度為10mm和厚度為40mm的鑄件就不能獲得完全一樣的冷卻速度（曲線沒有重疊部分）。

3.2覆砂厚度（bm）和鐵型壁厚（bi）的選擇

bm和bi一般都是根據經驗或實驗確定，這里介紹一種圖表法。圖4是用以確定鐵型覆砂鑄造應用范圍的曲線圖表，適用於鑄件厚度（bc）從10～80mm，開箱溫度600℃的條件。縱座標為冷卻時間。圖右邊曲線的橫座標上標有覆砂層厚度，它可以從已知的鑄件冷卻到600℃所需要的時間以及各種鑄件厚度而查定，而且在所求的鑄件壁厚中（10、20、40、80mm）已知一個，那麼覆砂層厚度及鐵型厚度的確定是很方便的。從左半部曲線的橫座標上找到相應的bc(比如bc=20mm)畫一條水平線，如果這兩條線相交在畫有剖面線的曲線范圍里，那麼表明這種鑄件適宜採用鐵型覆砂鑄造。把這條水平線向右延伸，它便伸入bc=20mm的區域里，在這個區域里引一根垂直線向下就可得到所需要的覆砂層厚度。但應使這根垂線盡可能地向右邊畫，以便得到最小的覆砂層厚度及鐵型厚度。如果所需確定的覆砂層厚度不在這個范圍以內，則可按照類似方法從鄰近的曲線范圍中去找。

圖4鐵型厚度、覆砂層厚度、鑄件壁厚和鑄件冷卻速度關系曲線圖

如果鑄件的壁厚各處不均勻，則先看一下這個鑄件能否採用鐵型覆砂鑄造，然後按照各個壁厚來確定其覆砂層厚度及鐵型厚度。例如，一個鑄件具有15mm、30mm和45mm三種不同的壁厚，同上在圖4的左半部按照這三個壁厚數值引三根垂線，然後使其與一根水平線相交，它們的交點應盡可能處在鐵型覆砂范圍里。把這根水平線向右半部引伸，在那裡可以獲得各個壁厚所需要的覆砂層厚度，利用水平線可以得到鑄件冷卻到600℃所需的時間。對厚度為15mm的部分，其垂線選在bc為20～10mm之間；對厚度為30mm的部分其垂線選在20～40mm之間；而對於壁厚為45mm的部分，只要查bm等於4mm的地方就可以了。覆砂層厚度確定以後，可從圖5確定鐵型的厚度。

圖5不同壁厚與覆砂層厚度及冷卻時間的關系

4生產實現

4.1覆砂造型

大批量生產的鐵型覆砂鑄造，其覆砂造型如圖6所示。即從鐵型背面的一組射砂孔經鐵型和模型合模後形成的間隙（覆砂層厚度）中射入流動性較好的型砂，經固化起模後形成鐵型覆砂鑄型。整個造型過程在專用的覆砂造型機或由射芯機改裝的覆砂造型機上完成。

1.射砂頭2.覆砂層3.鐵型4.型板
圖6覆砂造型1

實際生產中有時還有如圖7所示的覆砂造型方式。一般用於生產批量比較小的情況，覆砂過程由人工完成。

1.型板2.覆砂層3.鐵型4.吹嘴5.吹砂頭
圖7覆砂造型2

吹制覆砂層的壓縮空氣壓力的選擇可參考圖8。從圖中可見，當覆砂層不厚於4～5mm時，把射砂壓力從2個大氣壓增加到6個大氣壓，覆砂層的密度增高了；當覆砂層較厚時，壓力增加，效果較小。當覆砂層厚度為4～6mm時，其密度最大。

圖8不同空氣壓力下覆砂層厚度與密度的關系圖

4.2鑄件成分調整

鐵型覆砂鑄造由於冷卻速度比較快，因此鑄件的化學成分（主要是C和Si）要做適當的調整。圖9方框中的成分是鐵型覆砂鑄造用於生產球鐵件時的成分范圍。當C少於3.5%，Si少於2.3%，則因為有助於鐵水凝固膨脹的有效石墨少而產生縮孔；而當C高於3.9%，Si高於2.9%則產生石墨漂浮和疏鬆。此外,實驗指出，與碳當量CE(C+1/3Si)相比，Si的效果要大，並且(C+1/2Si)＜4.9%時發生縮孔，在5.2%以上時發生石墨漂浮和疏鬆。一般建議(C+1/2Si)在5.0%～5.1%范圍所得效果最好。

圖9鐵型覆砂鑄造球鐵曲軸用C、Si含量范圍

4.3工藝流程及生產線

目前，在生產中應用的鐵型覆砂鑄造生產線的工藝流程，如圖10示。其中覆砂造型由覆砂造型機完成，這種造型機有單工位和雙工位兩種，90年代以前單工位使用較多，90年代以後雙工位使用更多。其它工序由各種輔機完成，輔機有氣動和手動兩種。鐵型在輥道上輸送，輸送輥道也有人工和機動兩種，以適應不同機械化程度的要求。目前鐵型覆砂鑄造生產線用於生產球鐵曲軸時，典型的技術數據是：①鑄件平均精度CT7級左右，表面粗糙度6.3～12.5μm；②鑄態QT800；③鑄造工藝出品率90%以上。

圖10鐵型覆砂鑄造生產流程

5存在問題

5.1優化工藝設計

由於鐵型覆砂鑄造的工裝造價較高，且修改比較困難。因此該工藝的設計要求一次成功。而目前一些生產企業由於工藝工裝設計不當，而造成鑄件廢品率居高不下的情況時有發生。近年我院完成了鐵型覆砂鑄造球鐵件凝固過程計算機數值模擬課題，能進行多種工藝方案的優化對比。但由於准確的熱物性參數難以獲得以及一些簡化處理，目前要達到真正意義的優化設計還有一定距離。

5.2工裝的通用性

鐵型覆砂鑄造由於每種鑄件都需要不同的鐵型和模型，因此用砂量很少，生產成本很低。但對於鑄件品種很多的鑄造車間，則鐵型的管理、保存就很麻煩。如果解決好了鐵型的專用和通用問題，則該工藝的應用將會更加普遍。

5.3生產線水平仍不高

目前鐵型覆砂鑄造的機械化和自動化水平尚不高。尤其是缸套的鐵型覆砂鑄造，國外有多工位轉盤式鐵型覆砂造型機，效率很高

⑤ 寶珠砂鑄造缺陷有哪些

寶珠砂鑄造缺陷有

第一種情況是覆膜砂砂鑄造工藝中所產生的硫化錳孔情況。這些通風口位於灰鑄鐵鑄件的表皮下方，許多上面的處理後突出顯示。因為鑄件溫度較低，氣孔中夾渣相對較少。在一定程度上避免了對鐵水中化學元素含量的適當調整，提高了鐵水的純度。

第二種情況是由芯氣引起的覆膜砂的鑄造孔問題。這些孔基本都是因為砂芯的不良排氣所造成的，由於在芯鑄造工藝中芯一般都在芯中硬化。如果通風孔數量不足，通常需要在硬化後在芯部形成通風孔，以鑽補充孔。

第三種情況是含有液體的渣。由覆膜砂覆膜完成後，鑄造件表面出現小孔，直徑小小，分布散亂，就會產生液態爐渣的狀況。鞏洛鑄造實際生產實驗發現，低鑄造溫度不會造成這種原因，但溫度不要超過1380攝氏度。

引擎鑄造成本的提高，鑄件廠需要節約覆膜砂鑄件的成本。最好的辦法是增加產量，避免鑄造缺陷。鑄件的高溫常常導致大量的廢料的出現，但不可能避免過低的缺陷。鑄件廠目前能做的最合適的解決方法是讓塗層砂鑄件的鑄造溫度保持在1380~1000°的區間范圍內。

⑥ 覆膜砂鑄造缺陷

建議選用與現在的偏細一點的覆膜砂，另更換一下塗料的生產廠家試一下。

⑦ 碳鋼覆膜砂鑄造中的縮孔和開裂怎麼解決

加大冒口，加大鑄造圓角，易開裂部位加裝防裂筋，採用防開裂覆膜砂

⑧ 鑄造覆膜砂的過程中應該注意什麼呢

首先說影響到覆膜砂鑄造的要素的一個最主要的環節就是關於舊砂的處置了，能夠說假如舊砂處置不到位的話那麼也就不能停止更好的消費了這里的舊砂的處置事實上就包括舊砂的品種，舊砂的溫度，步砂的形態等等，能夠說這些都是會影響到其粘土的濕型砂的鑄造的。再者我們曉得覆膜砂鑄造必然是要參加一些新的砂的，或者其它一些新的資料的，而在停止鑄造的過程中假如不能對這種砂的構成比方說要留意看下其是混砂還是其它的一些型砂的性能的監控，，由其是覆膜砂鑄造的一些粘土濕砂系統的處置，都會遭到很多要素的影響的，而假如不留意其中的這些影響要素的話，那麼也就將會影響到整個鑄造行業的整體的性能。應該說影響到覆膜砂鑄造的要素是多方面的，除了這些資料的處置上，還包括比方說設備，操作者的施工辦法等等，能夠說這些也都是會或多或少影響到的。

覆膜砂鑄造消費過程中的常見毛病，砂活動性差或透氣性差。選用合理射砂壓力，改善排氣系統，避免憋氣；採用變形小的資料作芯盒；選用活動性和透氣性好的覆膜砂。芯變形、斷裂模具受熱不均，或型芯壁厚的差別大，形成冷卻時收縮不分歧；接芯叉子變形或砂芯寄存不平；覆膜砂高溫性能差；鑄件氣孔型芯排氣不暢；樹脂砂發氣量大或發氣速度不適宜；砂芯固化不徹底。改善排氣系統，進步排氣效果；覆膜砂鑄造選用集中度高或較粗的原砂；採用低發氣覆膜砂。射芯壓力過高或過低；模具排氣不暢；覆膜砂鑄造的模具由於分盒面間隙大而跑砂；澆注壓力過大改善模具構造，使溫度散布平均；採用成型托盤寄存砂芯；採用固化收縮率小的樹脂；採用耐高溫低收縮覆膜砂；改良澆注系統採用無壓式。鑄件內部縮松：覆膜砂中的樹脂在高溫下熄滅產生熱量，降低了鐵水的凝固速度，招致縮松。採用激冷類覆膜砂；在殼型芯內放置內冷鐵。