新型模具覆膜砂生产的发展80年代前,覆膜砂以自制自用为主,用于壳芯生产。80年代以后,由于我国高新制造技术的迅速发展,特别是机械业工和汽车工业突飞猛进的发展,对强度高、壁厚薄、精度要求高、表面质量好的铸件需求量剧增。有些外商订货时要求铸件必须用树脂砂生产,所以仅靠粘土砂造型和油砂制芯巳无法满足对铸件越来越高的要求,因此在客观上给覆膜砂的发展创造了条件。90年代以来,覆膜砂的生产应用得到迅速发展,其中包括覆膜砂生产所需要的原材料,滨州模具覆膜砂的品种也在不断增多,并已形成系列化。覆膜砂生产厂家和产量也飞速增长。
挤压新型模具铸造模具铜合金用材料铜合金的浇注温度约为900~1 180 C,模具在工作过程中出现的粘焊、热疲劳裂纹、表面氧化等损坏比铝合金严重的多叫。目前模具滨州模具材料主要采用3Cr2W8V等铬钨钒钢,并经调质处理,也可采用4Cr5MoSiV1钢。模具寿命一般在千次以上。对于冲头、型芯等受热、受力较大的零件,为提高其寿命,则可采用难熔金属。如钨基合金Anviloy 1150,其化学成分w为90% W.4% Mo、4% Ni和2% Fe,采用粉末冶金方法生产。由于钨合金熔点高,液态金属对其润湿性低、粘附性小,不易造成粘焊、熔蚀等模具损伤,并且钨合金在600C以上的高温性能高于钢,因此适用于铜合金用模具。与其类似的还有MTZ钼基合金、镍基高温合金Inconel718以及上海钢铁研究所研制的GH-761、GH 4145等难熔金属及高温合金。但是,使用难熔金属及高温合金将会导致成本提高,并使加.工困难口。
为了生产尺寸精度高、几何要求高的薄壁复杂零件,必须使用低温高膨胀率的原砂。这类砂大致可分为四类:锆英砂或铬矿砂,成本高,难以推广;低Si02含量的砂耐火性低,不易清洗,影响铸件表面光洁度;热法再生砂具有良好的技术经济性能,但我国目前还没有这样的新型模具处理设备;高铝复合砂,树脂掺量高。认为后两种砂是制备低膨胀模具设计覆膜砂的较好选择。工艺试验表明,高温膨胀率低,树脂含量低,环境污染小,充分利用原砂资源成本不高(成本:热再生200元T)。
新型模具覆膜砂贮存结块试验与树脂软化点、砂中残留水量、硬脂酸钙添加量、贮存时间、温度、堆积高度等因素有关。建议采用大小试验块对不同覆膜砂的抗结块性能进行试验,并在40℃下按一定重量的压力块进行试验。模具设计覆膜砂的流动性是生产小断面复杂砂芯的重要性能。漏斗粘度计的使用对国外多用途静止角的评定也取得了较好的效果。