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1、覆膜砂基礎概論,覆 膜 砂 Resing Coated Sand,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250280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，流動性、填充性好，適合生產形狀複雜的砂芯。
2、 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(110130) 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(130150) 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,批次加熱,混練桶,硬化劑,添加劑,樹脂,5060秒,集塵,5060秒,入庫,排砂,脫
3、膜劑,破碎,篩析,冷卻,製造方法,四應用範圍,按型式區分： 外模 1.垂直分型壓力吹送式 2.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
4、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 (%) 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
5、Sn ) / n Wn G.F.N. NO ( Wn Sn ) / n Wn,A.F.S.計算方法,A.F.S G.F.N. (WnSn)/nWn (WnSn)/nWn mesh Sn mesh Sn 6 3 6 5 12 5 8 8 16 10 10 11 20 16 14 16 30 20 20 22 40 30 28 32 50 40 35 45 70 50 48 63 100 70 65 89 140 100 100 126 200 140 150 178 270 200 200 253 PAN 300 270 357 PAN 620,粒度檢驗方法,平均採取欲檢驗之砂樣品 秤量砂樣待驗
6、樣品1000.1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 3 min 精秤各層篩網所留滯砂的重量 ( Wn ) 按照公式計算可得 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,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 2505 下砂料，15秒刮除，90秒脫模 試片尺寸101060 mm 測試機氣壓3.5kg/c 記錄讀值 去除極值求平均值 (
7、T1+T2+.T8)/87.5,試片金型,下料分配,試樣置入,讀值,系數計算,h,b,L,n 3 L / 2 b h,2, ( 3 5 ) / ( 2 1 1 ) 15 / 2 7.5,W,W 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字試塊，溫度250 砂料置入，10秒刮除殘砂 蓋上蓋加熱 60秒自動拉開 讀取數值,讀值,試樣置入,製樣機,融著點試驗,溫度範圍80120間隔2 由左向右分佈砂料 60秒後開吹氣閥(1kg/c) 吹氣口由右向左往返三次 判讀附著位置溫度值,調壓閥,加溫銅板,吹氣口,發氣量試驗,恒溫控制8501 樣品精秤淨重1g，10件 密閉
8、確定 記錄讀值 捨去頭三樣品讀值 捨去極植 加總五件平均值得之,試料入口,記錄紙,試料入口,通氣度(透氣值)試驗,製樣 250 50mm50mm 置乾燥箱 置入設備試樣桶中測試 啟動通氣並重複測試三次，記錄數值 三次記錄誤差10%以內，取平均值得之，反之則重測。,試樣筒,讀值,耐剝落試驗 (落砂試驗 Peel Back),金型溫度2505 秤試樣砂1kg 試樣倒入斗中 下料口對準金型中心 下料60秒後翻轉金型 記錄時間與重量,厚度mm,始落砂時間,落砂量g,加料斗,落砂量,金型,流動性試驗,試驗機水平調整 秤砂料1kg 倒入試驗容器 抽活動側門 取讀值(mm)換算角度( ),砂,加料斗,尺標,
9、灼熱減量試驗( Ig Loss) 型砂中雜質含量的指標,將恒溫控制高溫爐昇溫至1000 坩堝置於150烤30min後置乾燥器冷卻30min 精秤坩堝重量，記錄A 將砂樣品置於100紅外線乾燥機下去除水分 樣品置密封乾燥皿中徐冷至常溫 精秤樣品10公克，置坩堝中秤重記錄B(小數點下四位數) 將坩堝樣品置入高溫爐中120分鐘 取出後置乾燥箱180 30min，乾燥器30min 精秤樣品重量併記錄C(小數點下四位數) 計算即得 % ( B ( C A ) ) / B 100 %,熱膨脹試驗(差異性試驗),標準樣品為AL2O3 製砂樣品 標準樣置左側試樣置右側 啟動測試 比對兩種樣品的相對差異 電腦中可分析溫度差異量比率,試料入口,七問題與對策,鑄件穿破、變形、毛刺,氣孔,時間與溫度,300,250,200,30 40 50 60 90,30 40 50 60 90,30 40 50 60 90,表面粗糙,表面燒結,八附件(各種砂的特性),
