铸造覆膜砂是指将熔炼好的金属浇入铸型,待其凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。用铸造方法得到的金属件称为铸件。铸造的方法很多,主要有砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造以及熔模铸造等,其中以砂型铸造应用。砂型铸造的典型工艺过程包括模样和芯盒的制作、型砂和芯砂配制、造型制芯、合箱、熔炼金属、浇注、落砂、清理及检验。下图是套筒铸件的铸造生产工艺过程。
铸铁覆膜砂形成多角度的应用范围,铁型覆砂铸造要求每种铸件都用专门的铁型和模样进行生产,因此用砂量很少,生产成本很低,硅砂原砂的性能对产品的性能影响非常大,铸钢砂,常用的有硅砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂等。比较常用于覆膜砂的原砂是硅砂,采用清洗过的干净的、平均细度范围、形状从多角到圆形的砂是比较好的选择。但是对于铸件品种很多的铸造车间,则铁型的管理和保存都很麻烦,且工装成本也较高。如果能解决好铁型的和通用的问题,则该工艺将能更广泛广应用,对于目前中、小铸造企业是一个解决用工难,人工成本高居不下,尤其是技术工人难找,提高企业设备自动化,为铸造企业找到一条循环可持续发展的新路。
浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。铸造材料浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能,同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外,附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场,显示铸件可能产生缩松(孔)的危险部位,从而指导工艺设计,并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷,如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯,尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场,难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。