覆膜砂基础知识课件

覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识一﹑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。2020/12/242覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识一﹑由來與變遷一﹑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。2020/12/242一﹑由來與變遷覆膜砂造型法於1944年由德國的J

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2020/12/243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

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。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。2020/12/244優點與缺點優點2020/12/244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。2020/12/245缺點2020/12/245三﹑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)2020/12/246三﹑生產工藝鑄造砂2020/12/246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2020/12/247覆膜砂鑄造砂→粒度調整→定量、批次加熱(130～製造方法2020/12/248製造方法2020/12/248四﹑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2020/12/249四﹑應用範圍按型式區分：2020/12/249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2020/12/2410按吹砂方式區分上吹壓式2020/12/2410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2020/12/2411設備動作形式區分全自動加熱方式區分電加熱2020/12/24五﹑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

2020/12/2412五﹑原材料硅砂2020/12/2412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(%)比重黏度(CPS)水份2020/12/2413樹脂重量分子量2020/12/2413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2020/12/2414其他添加劑硬化劑六甲基四氨次六甲基四氨2020/12六﹑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)/nWn

2020/12/2415六﹑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A.F.S.計算方法

A.F.SG.F.N.＝(Wn×Sn)/nWn＝(Wn×Sn)/nWnmeshSnmeshSn636512588161010112016141630202022403028325040354570504863100706589140100100126200140150178270200200253PAN300270357PAN6202020/12/2416A.F.S.計算方法A.F.S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)按照公式計算可得A.F.S.NO2020/12/2417粒度檢驗方法平均採取欲檢驗之砂樣品2020/12/2417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ASTM2020/12/2418篩目與粒徑

篩目即每平方英吋(2.54cm)中所包含粒型2020/12/2419粒型2020/12/24192020/12/24202020/12/24202020/12/24212020/12/24212020/12/24222020/12/2422台灣砂東山砂平潭砂2020/12/2423台灣砂東山砂平潭砂2020/12/24232020/12/24242020/12/2424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㎡記錄讀值去除極值求平均值(T1+T2+….T8)/8×試片金型下料分配試樣置入讀值2020/12/2425冷間抗折強度製試片金型250±5℃試片金型下料分配試樣置入系數計算

↓△△↓↓hbLn＝

3L/2bh2＝(3×5)/(2×1×1)＝15/2＝WW×n＝kg/c㎡2020/12/2426系數計算↓△△↓↓hbLn＝3L/2bh2＝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2020/12/2427熱(冷)間抗拉強度金型為骨型〝8〞字試塊，溫度250℃讀值試融著點試驗溫度範圍80℃～120℃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2020/12/2428融著點試驗溫度範圍80℃～120℃間隔2℃調壓閥加溫銅板吹氣發氣量試驗恒溫控制850±1℃樣品精秤淨重1g，10件密閉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2020/12/2429發氣量試驗恒溫控制850±1℃試料入口記錄紙試料入口2020通氣度(透氣值)試驗製樣250℃φ50mm×50mm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2020/12/2430通氣度(透氣值)試驗製樣250℃φ50mm×50mm耐剝落試驗(落砂試驗PeelBack)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2020/12/2431耐剝落試驗金型溫度2505厚度mm始落砂時間落砂量g加料斗落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2020/12/2432流動性試驗試驗機水平調整砂加料斗尺標2020/12/2432灼熱減量試驗(IgLoss)

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%

2020/12/2433灼熱減量試驗(IgLoss)將恒溫控制高溫爐昇溫至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2020/12/2434熱膨脹試驗(差異性試驗)標準樣品為AL2O3試料入口2020七﹑問題與對策鑄件穿破、變形、毛刺2020/12/2435七﹑問題與對策鑄件穿破、變形、毛刺2020/12/2435氣孔2020/12/2436氣孔2020/12/2436時間與溫度300℃250℃200℃3040506090304050609030405060902020/12/2437時間與溫度300℃250℃200℃3040506表面粗糙2020/12/2438表面粗糙2020/12/2438表面燒結2020/12/2439表面燒結2020/12/2439八﹑附件(各種砂的特性)2020/12/2440八﹑附件(各種砂的特性)2020/12/2440ThankYou世界触手可及携手共进，齐创精品工程ThankYou世界触手可及携手共进，齐创精品工程覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识一﹑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。2020/12/242覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识覆膜砂基础知识一﹑由來與變遷一﹑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。2020/12/2443一﹑由來與變遷覆膜砂造型法於1944年由德國的J

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2020/12/2444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

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。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。2020/12/2445優點與缺點優點2020/12/244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。2020/12/2446缺點2020/12/245三﹑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)2020/12/2447三﹑生產工藝鑄造砂2020/12/246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2020/12/2448覆膜砂鑄造砂→粒度調整→定量、批次加熱(130～製造方法2020/12/2449製造方法2020/12/248四﹑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2020/12/2450四﹑應用範圍按型式區分：2020/12/249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2020/12/2451按吹砂方式區分上吹壓式2020/12/2410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2020/12/2452設備動作形式區分全自動加熱方式區分電加熱2020/12/24五﹑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

2020/12/2453五﹑原材料硅砂2020/12/2412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(%)比重黏度(CPS)水份2020/12/2454樹脂重量分子量2020/12/2413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2020/12/2455其他添加劑硬化劑六甲基四氨次六甲基四氨2020/12六﹑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)/nWn

2020/12/2456六﹑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A.F.S.計算方法

A.F.SG.F.N.＝(Wn×Sn)/nWn＝(Wn×Sn)/nWnmeshSnmeshSn636512588161010112016141630202022403028325040354570504863100706589140100100126200140150178270200200253PAN300270357PAN6202020/12/2457A.F.S.計算方法A.F.S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)按照公式計算可得A.F.S.NO2020/12/2458粒度檢驗方法平均採取欲檢驗之砂樣品2020/12/2417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ASTM2020/12/2459篩目與粒徑

篩目即每平方英吋(2.54cm)中所包含粒型2020/12/2460粒型2020/12/24192020/12/24612020/12/24202020/12/24622020/12/24212020/12/24632020/12/2422台灣砂東山砂平潭砂2020/12/2464台灣砂東山砂平潭砂2020/12/24232020/12/24652020/12/2424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㎡記錄讀值去除極值求平均值(T1+T2+….T8)/8×試片金型下料分配試樣置入讀值2020/12/2466冷間抗折強度製試片金型250±5℃試片金型下料分配試樣置入系數計算

↓△△↓↓hbLn＝

3L/2bh2＝(3×5)/(2×1×1)＝15/2＝WW×n＝kg/c㎡2020/12/2467系數計算↓△△↓↓hbLn＝3L/2bh2＝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2020/12/2468熱(冷)間抗拉強度金型為骨型〝8〞字試塊，溫度250℃讀值試融著點試驗溫度範圍80℃～120℃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2020/12/2469融著點試驗溫度範圍80℃～120℃間隔2℃調壓閥加溫銅板吹氣發氣量試驗恒溫控制850±1℃樣品精秤淨重1g，10件密閉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2020/12/2470發氣量試驗恒溫控制850±1℃試料入口記錄紙試料入口2020通氣度(透氣值)試驗製樣250℃φ50mm×50mm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2020