覆膜砂鑄造是一種常見(jiàn)的鑄造工藝，其原理及相關(guān)材料的選擇對(duì)于鑄造過(guò)程和鑄件質(zhì)量具有重要影響。以下是對(duì)覆膜砂鑄造原理及相關(guān)材料選擇的詳細(xì)解析：

一、覆膜砂鑄造原理

覆膜砂鑄造的原理是利用特定的粘結(jié)劑（如水玻璃或酚醛樹(shù)脂等）將石英砂等骨料粘結(jié)在一起，形成一層薄膜狀的砂型。這層砂型經(jīng)過(guò)烘干、硬化等工藝處理后，即可用于鑄造。在鑄造過(guò)程中，金屬液被澆入砂型中，冷卻凝固后形成所需的鑄件。

具體來(lái)說(shuō)，覆膜砂鑄造的工藝過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟：

制備覆膜砂：將骨料（如石英砂）、粘結(jié)劑、固化劑、潤(rùn)滑劑和特殊添加劑等按比例混合均勻，形成覆膜砂。

制作砂型：將覆膜砂填入芯盒或模具中，通過(guò)加熱、加壓等工藝使其固化成型，形成所需的砂型。

澆注金屬液：將金屬液澆入砂型中，待其冷卻凝固后，取出鑄件。

清理鑄件：對(duì)鑄件進(jìn)行清理，去除表面的砂粒、毛刺等雜質(zhì)，得到最終的鑄件產(chǎn)品。

二、相關(guān)材料的選擇

骨料：骨料是構(gòu)成覆膜砂的主體，對(duì)骨料的要求是耐火度高、揮發(fā)物少、顆粒較圓整并自身強(qiáng)度高等。一般選用天然擦洗硅砂作為骨料，因其儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜且能滿足鑄造要求。對(duì)于特殊要求的鑄鋼件或鑄鐵件，也可采用鋯砂或鉻鐵礦砂等高性能骨料。

粘結(jié)劑：粘結(jié)劑是覆膜砂中的關(guān)鍵成分，其性能直接影響砂型的強(qiáng)度和鑄件的質(zhì)量。目前普遍采用酚醛類樹(shù)脂作為粘結(jié)劑，其中熱塑性固態(tài)酚醛樹(shù)脂因其聚合速度快、軟化點(diǎn)適中、游離酚含量低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。此外，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出不同性能的專用樹(shù)脂，如高強(qiáng)度低發(fā)氣樹(shù)脂、易潰散樹(shù)脂等，但國(guó)內(nèi)普遍采用的仍是改性酚醛樹(shù)脂。

固化劑：固化劑用于促進(jìn)粘結(jié)劑的固化反應(yīng)，提高砂型的強(qiáng)度。常用的固化劑有烏洛托品（六亞甲基四胺）等。

潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑劑的主要作用是防止覆膜砂結(jié)塊，增加流動(dòng)性，使型、芯表面致密及改善砂型（芯）的脫模性。常用的潤(rùn)滑劑有硬脂酸鈣等。

添加劑：添加劑用于改善覆膜砂的性能，如提高耐高溫性能、降低發(fā)氣量、增強(qiáng)砂型強(qiáng)度等。常用的添加劑有耐高溫添加劑（如含碳材料或其他惰性材料）、易潰散添加劑（如二氧化錳、重鉻酸鉀等）、增強(qiáng)增韌添加劑（如超短玻璃纖維材料、有機(jī)硅烷等）以及防粘砂添加劑和抗老化添加劑等。

綜上所述，覆膜砂鑄造原理及相關(guān)材料的選擇對(duì)于鑄造過(guò)程和鑄件質(zhì)量具有重要影響。在制備覆膜砂時(shí)，應(yīng)根據(jù)鑄件的要求和鑄造條件選擇合適的骨料、粘結(jié)劑、固化劑、潤(rùn)滑劑和添加劑等原材料，以確保砂型的強(qiáng)度和鑄件的質(zhì)量。