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热到一定温度,然后分别与树脂、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,其加料时间控制到0.1秒,加热温度控制到1/10℃,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。
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220~260℃,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。
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0.6MPa左右;压力过低时,易造成射不足或疏松现象。
覆膜砂工艺的发展历程
新型制芯、造型技术的开发和应用,给铸造生产工艺带来了一场重大变革,其提高了砂型(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,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覆膜砂。