生产中热芯盒覆膜砂制芯常见影响因素

摘要

我车间为生产缸盖的主要车间，缸盖制芯采用热芯盒覆膜砂制芯。实际生产中砂芯质量主要受覆膜砂性能及工艺工装的影响较大。本文针对热芯盒覆膜砂制芯生产中常见的质量问题，通过分析对比，寻找问题根源，并制定相应的对策，对热芯盒覆膜砂制芯生产有一定的指导作用。

关键词：制芯、覆膜砂、热芯盒工艺工装 1.前言

缸盖砂芯形状复杂，薄厚不一，在生产中还要承受高温铁水冲击，为保证缸盖铸件质量，对缸盖砂芯外观质量、强度、发气量等均有严格要求，因此生产中缸盖制芯采用热芯盒覆膜砂制芯。采用热芯盒覆膜砂制芯具有生产率高；砂芯强度高表面质量好；砂芯不易吸潮，长时间放置砂芯强度不易下降等优点。但在实际生产中，仍然存在许多问题需要我们注意。 2.覆膜砂对制芯的影响 2.1覆膜砂基本原理

覆膜砂是树脂覆膜砂的简称，它是指在造型、制芯前砂粒表面上已覆有一层固态树脂膜的型砂、芯砂。基本工作原理为用热塑性酚醛树脂加潜伏性固化剂（如乌洛托品）与润滑剂（如硬脂酸钙）通过一定的覆膜工艺配制成覆膜砂，覆膜砂受热时包覆在砂粒表面的树脂熔融，在乌洛托品分解出的亚甲基的作用下，熔融的树脂由线性结构迅

速转变成不熔的体型结构，从而使覆膜砂固化成型

对覆膜砂的总体要求为：粒度要适中、流动性要好、熔点要适当高点、固化时间在保证制壳质量的前提下尽量短、起模强度好，高温性能好、高温膨胀性能低、发气量小和溃散性能好。 2.2.覆膜砂性能对砂芯的影响

对于我车间生产的缸盖铸件来说，由于缸盖内腔壁薄（内腔壁厚仅5mm），又形状复杂，因此缸盖砂芯全部采用热芯盒覆膜砂制芯。其中水夹层芯、喷油嘴芯和挺杆芯形状比较复杂且薄弱，而且完全处于内腔被高温铁水所包围，所以砂芯应采用耐高温覆膜砂制芯；进排气道芯和大皮芯本身比较厚实且并不处于铸件内腔，采用普通覆膜砂即可。

2.2.1覆膜砂性能对水夹层芯的影响

缸盖水腔是由水夹层芯形成，芯砂经履带抛丸后通过铸件工艺孔排出。水夹层芯壁厚薄且不均匀（最薄处只有2mm），采用耐高温覆膜砂一是保证砂芯强度抵抗铁水的冲击，二是防止芯砂在高温铁水中产生脉纹、烧结。但耐高温覆膜砂也存在缺点，由于其抗拉强度较高，一旦抗拉强度超过4.5MPa，通常溃散性较差，造成铸件内腔芯砂不易排出，因此选用耐高温覆膜砂时应慎重。

图示一为水夹层芯，图示标记处厚度仅有2mm

图示一

2.2.2覆膜砂性能对进排气道芯的影响

进排气道砂芯由于在缸盖中所处的位置，不存在排不出芯砂的问题；砂芯本身比较厚实，壁厚为30-50mm，重量又大，使用普通覆膜砂完全可以达到这两种砂芯的工艺要求，因此从砂芯的结构特点、工艺要求及经济方面考虑采用普通覆膜砂即可。在进排气道实际操作过程中也有一些问题需注意。我车间使用卡斯汀12公斤热芯盒制芯机制芯，这两种芯子的固化时间为25-35s，由于覆膜砂批次、品质不完全相同，在同样的固化时间内，有的砂芯固化层厚度达不到要求，顶芯杆顶出砂芯时便会将砂芯破坏。这是由于覆膜砂固化速度不同，固化速度快，制芯时间就短；反之，固化速度慢，则制芯时间就长，而且还要相应的对制芯机的固化温度进行调整，降低固化温度。

图示二标记处为砂芯固化强度不足，顶芯杆将砂芯顶伤 图示三为正常砂芯

图示二 图示三

3.热芯盒工艺工装对砂芯的影响

四缸连体缸盖水夹层芯热芯盒采用水平分型时，由于水平分型砂芯表面积大，必须有较多的射砂嘴才能将芯盒内腔射满，这样就会有比较多的射嘴棒被浪费掉了；现在改为垂直分型，射砂嘴减少，被浪费的射嘴棒就减少了，从而减少了覆膜砂的浪费。

图示四垂直分型射嘴为10个 图示五水平分型射嘴为33个

图示四 图示五

四缸连体缸盖和六缸连体缸盖的水夹层芯在我车间同一台热芯盒制芯机上生产，使用同样的耐高温覆膜砂，可是砂芯的质量确完全不同。四缸连体缸盖水夹层射砂饱满，表面坚固，无缺陷；六缸连体

缸盖水夹层芯在图示位置却存在起皮现象，即此部位稍微施加外力便会塌陷。经跟踪观察及相互对比发现，六缸连体缸盖水夹层芯射砂嘴数量多，尺寸大，超出正常范围，射砂时带入大量的空气最终集中在此部位无法及时排出，导致这一现象。现将射砂嘴尺寸减小，便可解决这一问题。

图示六标记位置为砂芯起皮位置

图示六 4.结论

◆覆膜砂性能不仅仅局限于强度、粒度、发气量这些特性，一些微性能同样对砂芯质量有重大的影响，包括本文没有提到的覆膜砂发气速率对铸件气孔缺陷的影响等等。

◆工艺工装的设计总会受生产条件、设备等一些因素的影响，要在生产中发现问题，解决问题；不断完善，不断提高。 5.结束语

无论多成熟的生产工艺，在生产中总会因设备、操作者、环境、

原材料等原因出现新的问题，面对这些问题，要善于发现，善于总结，用数据说话，找出问题根源，让工艺为生产服务，使我们的生产更加顺畅。