近年来随着国家对环保问题的日益重视以及原辅材料及劳动力价格不断上升，寻找一种环保效果好、成本低，使用方便的铸造工艺已迫在眉睫。覆膜砂性能优良，打出的型壳成形性好、轮廓清晰、表面质量好，生产出的铸件尺寸精度可达CT7~CT8，表面粗糙度Ra值可达6.3~12.5μm。覆膜砂铸造工艺一次性投资小，生产成本低，生产环节少，机械化及自动化程度高，而且铸件在浇注过程中游离苯酚排放极少，环保效果好,对于生产大批量、精度要求较高的中小型阀门铸钢件非常适用。覆膜砂在阀门铸钢件的应用最开始使用在型芯，配合其他型砂系统使用，而后随着覆膜砂性能的不断优化，对于2"～6"阀门铸钢件，包括外型及型芯可以全部使用覆膜砂生产。
1.阀门铸钢件用覆膜砂
普通覆膜砂一般由硅砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成，通常不含有关添加剂，因而不具备高强度、耐高温、低膨胀、低发气等特性，故只适用于一些要求不高、结构简单的铸铁件的生产。阀门铸钢件对铸件尺寸精度、表面质量及覆膜砂发气量等都有较高要求，因而对阀门铸钢件用覆膜砂需要添加有关添加剂，使其具有高强度、耐高温、低膨胀、低发气等特性。
1.1高强度覆膜砂高强度覆膜砂在普通覆膜砂基础上，通过加入相关添加剂及采用新的配置工艺，在树脂加入量相同的情况下，其抗拉强度要比普通覆膜砂高出30%以上。提高覆膜砂的强度途径主要有：①对传统酚醛树脂进行化学改性及物理改性，以提高其内聚强度及附着强度；②对硅砂进行表面活化处理及表面高温改性处理，增加硅砂表面活性，改善硅砂表面吸附物对粘结桥形态及强度的危害，以提高硅砂与树脂粘结桥的内聚强度及附着强度。
1.2耐高温低膨胀覆膜砂耐高温覆膜砂一般是指覆膜砂的高温强度高，耐热时间长，高温变形小，而非指覆膜砂的耐火度高。覆膜砂的耐高温性主要与原砂及树脂的高温性能有关，原砂的作用是在高温下保持形状，膨胀越小越好，树脂的作用是在高温下保持强度，分解越小越好。提高覆膜砂的耐高温性主要途径有：①降低原砂的膨胀量，可以采用低膨胀、耐高温的锆砂、橄榄砂等特种砂；②使用改性酚醛树脂，改性后的酚醛树脂具有较高的热分解温度，从而提高覆膜砂的耐热度。低膨胀、耐高温的锆砂、橄榄砂等特种砂价格昂贵，一般不使用在阀门铸钢件中。阀门铸钢件用原砂还是以硅砂为主，但为降低其高温膨胀，一般都需要经过高温焙烧且与回收砂通过一定比例配合使用。
1.3低发气覆膜砂低发气覆膜砂一般有两方面含义：①在相同强度要求下，低发气覆膜砂树脂使用量低，其发气量自然较低；②使用特殊工艺配方制作出的覆膜砂，具有发气速度慢的特性。在金属浇注完成后，表面最先凝固一层壳，待壳形成后，型壳才开始发气，则该气体不会进入到金属内部而形成气孔，发气速度慢这一特性对防止铸件气孔非常有利。我公司使用的覆膜砂为耐高温高强度低膨胀低发气覆膜砂，并依据标准JB/T8583—2008要求覆膜砂厂家对其必测项目进行检测并配送检验单，对每批进厂的覆膜砂进行抽测，其测量项目及要求如表1。公司与覆膜砂厂家达成协议，使用后的废砂，覆膜砂厂家直接回收后与新砂按一定比例配制再回收使用。
2. 模具设计需要注意的事项
2.1 模具排气的设计覆膜砂在浇注过程中，树脂燃烧，发气量大，所以在铸造工艺设计时，单个型壳最少设计一个明冒口，用以排除模穴内及浇注过程中所产生的气体。此外在每个泥芯头处合模线位置设置排气孔，用以排除浇注过程及浇注完成后壳膜燃烧所产生的气体及砂芯内的气体。
2.2 型壳厚度的设计当型壳过薄时，型壳强度不足，铸件浇注时型壳容易破裂而导致铸件报废。当型壳过厚时，型壳中间易夹杂生砂，浇注过程发气量增大，则铸件形成气孔缺陷。在型壳厚度设计时依据钢液重来选取厚度，钢液重小于80kg，型壳厚度为10mm；当钢液重大于等于80kg时，型壳厚度为13mm。但须注意的是，因其浇道一直在承受钢液的冲刷，故浇道位置的型壳厚度较其他位置厚。
2.3 暗冒口威廉砂芯的设计在铸件的铸造工艺设计时，采用暗冒口与明冒口配合的铸造工艺，在设计暗冒口时会设计一圆锥状威廉砂芯，此威廉砂芯的作用是促进暗冒口的补缩作用。但在实际生产时，此威廉砂芯的圆锥尖端因无法排气的原因而不能成型，如此便会严重影响暗冒口的补缩作用。后将此威廉砂芯改为由两瓣镶套配合组成，这样会在威廉砂芯中间留下一条排气通道，如此有利于威廉砂芯的成型
3.常见缺陷及其解决办法
3.1铸件气孔因覆膜砂浇注过程树脂燃烧，发气量大，如排气设计不当，铸件很容易形成气孔缺陷。结合以下实例进行说明。在生产闸阀2-150阀盖时，常常在正上模位置出现气孔缺陷，缺陷比例几乎是100%；后来分析缺陷成因，发现此模具两个砂芯都为实芯，如果闸阀阀盖砂芯尺寸较小，制作抽芯困难，模具厂开模时就以实芯开模；之后修改模具，大砂芯改为抽芯，小砂芯仍为实芯，但小砂芯在打出后，需要人工通过电钻打出一个中空的内腔，用以排气，经此修改，在后续生产中在原有出现气孔位置再未发现气孔缺陷。
3.2脉纹缺陷在最开始生产铸件时，常常在闸阀筋条与法兰交界处、冒口座部及法兰背部出现脉纹，脉纹的形成严重影响铸件的表面质量，增加铸件的清理工作，所以减少脉纹缺陷是非常有必要的。分析脉纹形成的根本原因是硅砂砂粒在高温金属液的作用下，型壳膨胀开裂，液态金属渗入其中，形成脉纹。上述位置都在热节处，钢液凝固较慢，相较其他位置更易形成脉纹。防止脉纹的形成主要有以下两点：①减少型壳的膨胀；②在覆膜砂中添加一定比例的抗脉纹添加剂。针对以上两点，我们对覆膜砂厂家提出以下要求：①新覆膜砂中至少添加90%的回收砂；②添加抗脉纹添加剂，如加入一定比例的氧化铁粉。在生产不锈钢件时，也会对型壳喷涂锆英粉涂料，经过如此改善，在后续生产中脉纹缺陷大大降低。
综上所述，覆膜砂铸造工艺与其他铸造方式相比，有很多优良特性，并且随着国家对环保的越发重视，覆膜砂铸造工艺在日后的发展中有很大的市场规模。
公司简介
诸城市开源铸造有限公司坐落于风筝之都--山东潍坊 ，是一家专业生产中高端碳钢、合金钢、球墨铸铁等材质铸件的民营企业，属当地政府招商引资项目。公司占地面积11000m2，现有员工100余人，其中技术研发人员5人，高级工程师2人，质检人员3人，年产能可达3000吨。
开源铸造致力于OEM铸造，产品广泛应用于机械五金、建筑、电力金具、铁路、汽车、农机等领域。公司拥有稳定的客户群体，产品主要销往欧盟、美国、加拿大、中东等国家和地区。
在生产过程中开源铸造主要采用先进的覆膜砂壳型铸造生产工艺，常规可生产 0.1kg~50kg的铸件，该生产工艺具有制壳、制芯速度快等特点，可批量生产，从而提高了生产效率， 且铸件尺寸稳定，铸件表面光洁。
我司拥有全套环评资质，且已通过SGS ISO 9001:2015 质量体系认证。生产车间配有中频环保电炉、自动模具生产线、热处理炉等设备，同时应用三维模拟浇铸软件和包括炉前分析仪、光谱仪、金相显微镜、拉伸试验机、压力试验机、硬度试验机等在内的先进检测设备，严格控制生产流程，确保产品质量。
我们的使命是通过完整的模具设计制作、卓越的生产工艺和完善的供应链管理为客户提供最为优质的产品和服务。公司本着雄厚的科技力量，先进的检测手段，丰富的生产经验，高度的敬业精神，严谨的科学管理，周到的售后服务，赢得了国内外客户的广泛好评。我们将以卓越品质，优质服务成为您最值得信赖的合作伙伴。
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