覆膜砂基础知识

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1、覆膜砂基礎概論覆膜砂ResingCoatedSand張守疆2005.10.30一﹑由來與變遷覆膜砂造型法於1944年由德國的J.Croning所發明，日本於1953年引進推廣。發明初期，是將粉末狀的酚醛樹脂和硬化劑混合進入硅砂所成；之後由美國的ACME公司開發研製出融化酚醛樹脂硬化劑的覆膜砂工藝，延用至今。覆膜砂製芯的工藝，是將混練完成的覆膜砂，用壓力吹送至加溫到250～280℃的金屬模穴中，通過熱傳導作用，使酚醛樹脂軟化、熔融，而後凝固、硬化。此時砂型硬化結成殼狀，也是因此而別名殼模砂造型。二﹑覆膜砂的特點優點與缺點優點乾態，流動

2、性、填充性好，適合生產形狀複雜的砂芯。強度好，衰退慢、可使用時間長。尺寸精確，可減少加工量。儲藏安定性佳。可製作中空型砂芯。材料取得來源豐富、便利。缺點生產設備的造價高，所以想自己生產覆膜砂較困難。小批量生產成本很高。覆膜砂製芯，必須使用加溫的金屬模具，作業環境較惡劣。三﹑生產工藝鑄造砂砂礦開採→磨洗機＋清水沖洗→螺旋分級→入庫儲存(濕精砂)→滾筒乾燥(110～130℃)→篩析→分級入庫(乾燥砂)覆膜砂鑄造砂→粒度調整→定量、批次加熱(130～150℃)＋添加劑→混練桶→固化劑→硬脂酸鈣→排砂→破碎→篩析→集塵、冷卻→包裝鑄造砂批次

3、加熱混練桶硬化劑添加劑樹脂50～60秒集塵50～60秒入庫排砂脫膜劑破碎篩析冷卻製造方法覆膜方式樹脂型態製造方法冷覆膜法(一)液態硅砂加樹脂常溫投入混練機，吹入常溫空氣，將酒精氣化。冷覆膜法(二)粉態硅砂＋含有固化劑的粉狀酚醛樹脂＋煤油常溫投入，將煤油氣化熱覆膜法液態硅砂加樹脂常溫投入混練機，吹入150℃熱風，將酒精氣化。半乾熱覆膜法液態硅砂加樹脂常溫投入混練機，吹入80～120℃熱風，將酒精氣化。乾熱覆膜法固態液態硅砂加熱至130～160℃，用硅砂熱量融化固態樹脂，並加入固化劑。四﹑應用範圍按型式區分：外模1.垂直分型壓力吹送式2

4、.水平分型壓力吹送式砂芯1.中空形式2.實心形式疊模實心形式離心式殼型鑄管克難式混柴油，使用木型成形，點火按吹砂方式區分上吹壓式下吹壓式側吹壓式翻轉重力覆膜翻轉吹壓覆膜手工倒入設備動作形式區分全自動半自動手動加熱方式區分電加熱瓦斯加熱柴油加熱煤炭加熱五﹑原材料硅砂適當的顆粒大小良好的粒型與硬度合理均勻的粒度分佈適當的耐火度符合要求的熱膨脹量主要成份的要求雜質的去除與管制(含泥量)水份的管制酸鹼值的管制熱傳導的要求比重樹脂重量分子量融著點(℃)流動性(mm/125℃)游離酚(%)聚速(膠化時間sec/150℃)外觀顏色及形狀固形份(%

5、)比重黏度(CPS)水份其他添加劑硬化劑六甲基四氨次六甲基四氨又稱烏洛托品脫模劑硬脂酸鈣氧化鐵粉Fe2O3降低氣孔發生率Fe3O4減輕鑄件表面燒結偶聯劑硅烷增加介面附著煤粉造成燃燒環境石墨增加耐火度六﹑覆膜砂的管制粒度指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況，大致管制為三篩或四篩的砂，集中率在85%以上。常用A.F.S.或G.F.N.表示。粒度的合理分佈，比A.F.S.指數的範圍更為重要而影響質量。A.F.S.NO＝(Wn×Sn)/nWnG.F.N.NO＝(Wn×Sn)/nWnA.F.S.計算方法A.F.SG.F.N.＝(Wn×Sn)/nWn＝(

6、Wn×Sn)/nWnmeshSnmeshSn636512588161010112016141630202022403028325040354570504863100706589140100100126200140150178270200200253PAN300270357PAN620粒度檢驗方法平均採取欲檢驗之砂樣品秤量砂樣待驗樣品100±0.1公克(樣品為濕砂則必須先去除水分)取標準篩網按粗細順序排列(上粗下細)將砂樣從上而下倒入標準篩中，蓋上上蓋密封將整組篩網安置震篩機上搖篩3min精秤各層篩網所留滯砂的重量(Wn)按照公式計算

7、可得A.F.S.NO篩目與粒徑篩目即每平方英吋(2.54cm)中所包含的孔數目粒徑每一顆砂粒的尺寸大小用數字加單位表示篩目與粒徑的對應ASTM篩目Mesh810121416203040粒徑μm23621981165113971168833589417篩目Mesh5070100140200270325粒徑μm295208147104745343粒型台灣砂東山砂平潭砂冷間抗折強度製作砂芯的強度主要參考指標製試片金型250±5℃下砂料，15秒刮除，90秒脫模試片尺寸10×10×60mm測試機氣壓3.5kg/c㎡記錄讀值去除極值求平均值(

8、T1+T2+….T8)/8×7.5試片金型下料分配試樣置入讀值系數計算↓△△↓↓hbLn＝3L/2bh2＝(3×5)/(2×1×1)＝15/2＝7.5WW×n＝kg/c㎡熱(冷)間抗拉強度製作外模或疊模的強度重要指標金型為骨型〝8〞字