摘 要：覆膜砂制芯工艺指的是在造型、制芯工作开展之前，砂粒表面上已经覆盖了一层固态树脂膜型砂和芯砂，被称之为覆膜砂，经过长时间的发展，采用热塑性酚醛树脂加潜伏性固化剂可以形成覆膜砂结构，该结构在受热作用的影响下固化成形，变成不熔融的体型结构。覆膜砂结构流动性和存放性较好，制芯工艺的强度较高，能够达到较高的尺寸精度，也能够长期储存。用覆膜砂工艺制作模型可以让其元素配合使用，除了常见的工业领域之外，还可以用来制造金属型重力模型，除了可以用于生产钢铁之外，还可以用于生产非铁合金铸件。
关键词：铸造；覆膜砂制芯工艺；应用
当前我国工业领域正处在高速发展的全新时代，受到节能减排和绿水青山就是金山银山口号的影响，要打造绿色铸造的环境，推动铸造行业可持续进步与发展。不可避免的是，工业制造领域快速进步也会给周围的环境造成一些破坏及消极影响，在生产的过程中容易产生废气、粉尘和工业废渣，造成环境破坏。覆膜砂制芯工艺的使用具有良好的环保效果，在具体的使用环节和过程中工作人员需要充分利用该技术的优势提高铸造效率。本文围绕着铸造中覆膜砂制芯工艺的应用展开论述，希望为有关工作者提供一些参考和建议。
一、覆膜砂制芯工艺流程
1.1概况
在铸造企业的实际发展过程中，覆膜砂制芯工艺大多数会采用以树脂砂为原料，常见的制芯工艺包括热芯盒法、覆膜砂工艺、温芯盒法和树脂自硬砂等不同的方式。站在我国铸造行业发展现状的角度去考虑，在未来，覆膜砂制新工艺在很长一段时间之内仍然是制造业的方法主流，覆膜砂选用的材料本身具有较强的流动性，适合存放，在材料浇筑的过程中也不会产生太多的气泡浮动较小，因此覆膜砂制芯工艺比较适合生产薄壁较为复杂的砂芯。该工艺流程较为成熟，能够满足铸件的强度要求，也可以和各种类型的砂石相互配合使用，形成中空和发散性能降为良好的砂型。热芯盒工艺生产的铸件以覆膜砂为原型，它的表面较为光滑，尺寸精准程度较高，尤其是在中型和小型的铸件生产过程中使用频率较高。
1.2工艺流程
在砂处理生产过程中，工作者可以采用与造型机配套砂处理系统，该系统是全自动控制，其主要工序包括二级磁选、破碎、再生、冷却，还包括新砂输送、储存、物料称量、定量加水、型砂混制等环节[1]。在旧砂处理系统中，还需要进行二级磁选、破碎筛分和冷却工作。工作者通过落砂机完成铸件与砂的分离，冷却后的湿热旧砂由回砂皮带展开回送，在回砂皮带上需要设置两级磁选装置；在破碎处理的过程中，经过筛选的旧砂经皮带会进入滚筒筛，采用倒锥六角形结构的形式分布，起到破碎和精细筛分的效果；在最后的冷却环节，经过磁选、破碎的湿热砂会进入振动沸腾冷却机，冷却后的旧砂由提升机传送到主砂库进行储存备用，之后再在主砂库内进一步降温，让水分变得中和。
1.3使用优势
覆膜砂制芯工艺具有诸多使用优势，首先它具有较强的强度，能够制成高强度壳芯覆膜砂，同时其强度也可以调整，制成强度中等的热心盒覆膜砂或者非铁合金用覆膜砂；其次，它具有较强的流动性，所制造出的砂芯具有较为清晰的轮廓，并且组织纹理较为细密，能够用于制造复杂的机械[2]。采用覆膜砂制芯工艺制作出来的砂芯具有较好的表面质量，甚至不用上涂料就可以得到较为平整的铸件表面。此外，覆膜砂制芯工艺还具有较强的吸湿性和溃散性，有利于长时间的存放，也有利于进行储存、运输工作，很少发生变质。但是该项工艺也有一定的缺点，那就是耗损的成本太大，在浇筑工作中容易产生刺激性气体，如果长期储存在高温高湿季节容易发生结块现象。
二、在铝合金砂型铸造中的使用
根据不同的制造工艺与制造水平，覆膜砂制芯工艺的使用方式和场合可以经过一系列调整，配比覆膜砂的时候，酚醛树脂需要占到 3%，乌洛托品水溶液占 15%，硬脂酸钙占7%，而添加剂占0.5%。常见的覆膜砂的混制工艺包括有冷法覆膜、温法覆膜和热法覆膜三种类型：首先是冷法覆膜工艺，工作者可以把原砂和热固性粉状酚醛树脂共同倒入混砂机中进行混拌，搅拌均匀之后加入适量的酒精溶剂，之后继续混合，直到粉状树脂完全融化，砂粒表面有所附着，等到溶剂挥发完之后会出砂，工作人员要继续进行破碎和过筛操作；其次是温法覆膜工艺，把热固性液态酚醛树脂混合 60～80℃的原砂，3分钟后可观察到出砂现象，之后还要再进行冷却、破碎、筛分操作即可完成；除此之外还包括热法覆膜工艺，覆膜砂芯包括实体芯和壳芯两种类型，加热温度要达到 300℃左右，固化时间应当小于150秒，射砂压力要小于0.6 MPa。具体参数需要遵循一定的原则，还要经过合理的调整，对于造型较为简单的砂芯和流动性较好的覆膜砂，需要选择较低的射砂压力，对于细、薄的砂芯则应当选择较低的加热温度，如果加热温度较低，可以对固化时间适当延长。
三、壳型覆膜砂芯的运用
壳型覆膜砂芯经常会运用在摇摆式壳芯机中，整体制芯过程由射砂、结壳、排出余砂、固化、起模等环节共同组成，为了保证覆膜砂工艺的优势可以得到充分发挥，需要根据不同的砂芯情况加以选择与考量。首先，工作人员需要对芯盒温度加强控制，温度会影响到壳层厚度及强度，温度幅度在200-300之间；在射砂压力及时间的选择方面，压力由砂芯的形状及复杂程度来决定，如果压力过高时，砂芯会出现缩颈和跑砂的情况，相反如果压力过低，砂芯容易出现疏松；在时间方面，如果射砂时间过长，会让已经结壳的型壳出现滑移现象，造成结壳太薄，若时间过短，砂芯不能定型，也会造成失败[3]。除此之外，制芯过程还包括了结壳、摇摆倒砂和硬化的过程，结壳时间和砂芯壳厚度有不可分割的关系，在覆膜砂质量相对恒定的时候，如果壳厚较大，那么强度也会自然上升。结壳阶段结束后，工作人员可以把芯盒射砂口放置在下方，以半直角的幅度左右摇摆，未结壳的余砂倒掉。此外，砂壳需要充分进行硬化处理，持续放在加热的芯盒，起到硬化的效果，具体的硬化时间可根据壳厚及芯盒温度来决定。时间过短或过长都不好，如果時间太短，壳层未完全固化，强度不达标；如果时间太长，砂芯表层容易被烧焦。
四、下覆膜砂芯的过程
覆膜砂芯盒的主要原材料是铝合金或钢铁材料，在结构方面需要配合砂型铸造用模具共同使用，定位结构要进行配套制作。在下覆膜砂芯工作开始之前，需要先清理干净表面的披缝，如果发现缺陷要及时修补，之后放在烘箱内，于调温至220 ℃，烘烤半小时，除砂芯表面的水分。如果是组合式砂芯为则需要先用白胶黏结，之后再用铅粉涂料把表面修整光滑，最后再放入烘箱之中，调温至220 ℃，烘烤一个小时之后即可使用。在下覆膜砂芯的时候工作人员需要对准心头定位并固定，防止砂芯在扣箱、浇注工作时发生完全。在浇筑工作完成之后，每半个小时还要进行打箱和清理工作，在清理的时候轻轻的敲击铸件冒口，也可以用细铁棒把砂芯捣碎，接下来就可以顺利的开展清理工作。
结语：
综上所述，在我国铸造行业中，使用覆膜砂制芯工艺具有多方面的优势和价值，工作人员需要认真研究，根据实际情况使用。
参考文献：
[1]韩震，王三平，王浩宇，李杨.湿型砂造型与覆膜砂制芯工艺及环评要点[J].能源与节能，2015（08）：114-115.
[2]严倪.铸造中覆膜砂制芯工艺的应用[J].科学之友，2011（04）：21-22.
[3]陈剑敏.热交换器铝铸件热芯盒覆膜砂制芯工艺的应用[J].铸造，2001（02）：101-104.
