精铸件生产中经常使用原砂精密热芯盒覆膜砂,因此对原砂的质量要求较高,有时有特殊要求。尽管圆形晶粒形状好,但在良好的设备、工艺和其它材料的情况下,具有稍差晶粒形状的原砂也可产生高质量的热芯盒设计覆膜砂。砂粒表面无缺陷,Si02含量高,其中无云母等毛状颗粒。建议用图像分析仪测量原砂的颗粒形状。泥浆含量应控制在0.2%以下。建议采用摩擦脱泥工艺。试验结果表明,在适当的粒径分布下,强度可提高10%-15%。
精密热芯盒铸造模具是一种先进的机械零件液态成形技术,具有工艺适用性好、工艺出品率高、劳动条件较好等优点,其生产出的挤压铸件致密度高、组织均匀、无内部缩孔和气孔、力学性能与模锻相当,可用于各种有色合金,并能成形复杂零件,是一种很有发展前途的工艺方法。在挤压铸造生产过程中,热芯盒设计模具材料的选择以及模具的热处理对铸件的质量和模具的寿命有着重要的影响,要求模具材料:①高温下具有较高的强度,硬度、耐磨性和适当的塑性,并在长期的冷却加热工作过程.中,组织与性能保持稳定;②具有良好的抗热疲劳性能,有良好的抗裂纹扩展能力;③高温下不易氧化,能抵抗液态金属的粘焊和熔蚀;④导热性好,热膨胀系数小。
精密热芯盒覆膜砂的特点覆膜砂与粘土砂、油砂及树脂砂相比有如下特点:覆膜砂可适用不同材质形状复杂、重量不等、大小不限、尺寸精度高、表面光洁的优质铸件生产覆膜砂流动性好,吹制砂型(芯)成型好,砂芯(型)外型轮廓清晰,能够做出极其复杂的砂芯,如汽车发动机的缸体、缸盖水道芯等。砂芯强度高,可制作断面厚约2.5mm~3mm的砂芯。砂芯表面质量好、致密、无疏松,表面光滑、质量好的铸件可不涂涂料浇注。浇注后的砂芯具有良好的溃散性和易清理砂,对于铝合金专用覆膜砂铸件也更容易清除砂。砂模和砂芯不易吸收水分,可长期存放,且强度下降较小,有利于储存、运输和使用。目前存在的缺点:热芯盒设计覆膜砂制造及制芯过程中耗热能较大,制芯及浇注时有刺激性气味,不利于环保。同时,与其他砂相比价格较高;与吹气固化冷芯盒相比,固化速度慢,生产效率低。
精密热芯盒模具标准化体系包含模具基本标准与模具工艺质量标准模具零件标准与模具生产有关的技术标准。目前,我国模具标准有50多个,标准号300多个,通用设备14种,汽车模具零件244种,标准总数363个。这标准的制定宣传与实施,提高了模具标准化的程度与水平。由于我国模具标准化起步较晚,热芯盒设计模具标准件的生产、销售、推广和应用也相对落后。因此,模具标准件品种规格少、供货时间短、配套性差等问题长期存在,使得模具标准件的使用范围一直很低。近年来,由于外国企业的干预,这一比例有了很大的提高,但总的来说仍然很低。目前,据初步测算,这一比例大致在40%-45%之间。在世界范围内,一般是70%以上,其中小模具占80%以上。
精密热芯盒覆膜砂用原砂根据铸件的材质和特性不同,要求选用不同品种和性质的原砂。通常用天然硅砂,有特殊性能要求的可选用锆英砂、铬铁矿砂以及镁橄榄石砂等原砂。如果原砂经高温焙烧或采用旧砂再生,可降低硅砂的热膨胀率,去除硅砂表面有机物(高温时会分解出气体)以及改变砂粒表面特性。用焙烧砂生产的覆膜砂膨胀率低、发气量少、强度高,而且对消除或减少铸件粘砂、变形、型芯裂纹、断裂都有好处。不论哪种原砂都要求砂的形态及形貌要好,粒形最好呈圆形,粒度分布适宜,微粉含量低。通过擦洗或其他方式降低含泥量和灼碱龟,提高原砂品位,从而降低辅料的加入量,可大幅度提高覆膜砂的使用性能和工艺性能,为生产优质热芯盒设计覆膜砂提供条件,有助于降低废品和提高生产率。