覆膜砂用原材料开发及工艺研究

　　在覆膜砂体系中，原砂和树脂是最主要的两种原材料，它们的质量最直接地影响覆膜砂质量。在覆膜砂工艺研究中，添加附加物是最有效的手段之一。人们在改进原砂质量、提高树脂性能和改进工艺研究方面的工作是大量的。 2.1　原　砂
覆膜砂对原砂的要求与冷硬树脂砂是一致的。要求粒形上尽可能为圆形，因为加入量相同的情况下圆形砂的强度较高。含泥量亦是影响原砂性能的最重要因素，覆膜砂用原砂的含泥量一般要求在0.3%以下。
　　覆膜砂用原砂质量的改善一直受到高度的重视。50年代，曾研究过对原砂进行加热表面活性处理的工艺，使覆膜砂的强度显著提高。但由于处理工艺繁杂，能耗大，因而未被推广^［9］。
　　水洗处理和擦洗处理是目前已被采用并被认为是有效的去除型砂泥分的有效方法。已在一些原砂生产工厂应用。
　　制成覆膜砂专用原砂的建议已由作者在1993年提出^［10］，研究证明这种原砂将能较大幅度地提高覆膜砂的强度等性能。
2.2　热塑性酚醛树脂
覆膜砂中，树脂是使型(芯)砂产生粘结强度的保证，且树脂加入量越高，硬化后的强度也越高。但树脂加入量大，覆膜砂成本高，发气量大，溃散性差，从而影响铸件的成本和质量。因而在满足使用强度需要的情况下，尽量减少树脂加入量是研究者努力的方向。
　　覆膜砂中树脂加入量的大小除了与原砂、混砂方法和工艺等有关外，与树脂本身质量有更直接的关系。在80年代以前，我国用于生产覆膜砂的热塑性树脂品种单一，性能不好。90年代以来，我国许多单位开展了开发新型树脂的研究，取得了一定的进展。
90年代初期，出现了高性能树脂，以山东化工厂FFD型、苏州吴县陆慕树脂厂TU-1型树脂为代表。这类树脂若以福建东山砂为原砂，摆轮式鼓风冷却混砂机混制覆膜砂，当树脂加入量(质量分数)为4%时，覆膜砂的常温抗拉强度可达4.0～4.5 MPa。当加入量(质量分数)为3%时，覆膜砂的常温抗拉强度为2.5～2.8 MPa。
90年代中期以来，部分树脂厂又推出了新一代高性能树脂。这种树脂以苏州吴县陆慕树脂厂的TU-2型热塑性酚醛树脂、济南潜力化工实业公司的高性能树脂^［11］为代表。尽管树脂合成工艺及改性方法各有特色，但这类树脂都有加入量低、常温抗拉强度高的特点。用福建东山砂、摆轮混砂机混制，树脂加入量(质量分数)为2.6%时，常温抗拉强度达4.0～4.5 MPa。
　　为了使树脂覆膜砂具有快速固化并具有高的热拉强度，最近有单位合成了高邻位酚醛树脂^［12］。
2.3　添加剂
为了增强树脂和原砂间的附着强度以及改善树脂在原砂表面的覆膜性，常加入添加剂。
　　偶联剂被认为是能有效地改进树脂和原砂间附着强度的物质，这种材料不仅在冷硬树脂砂中获得了较好的应用，在覆膜砂中也有明显的效果。但在热法混制覆膜砂时，偶联剂的种类及其加入方法则更应受到注意。
　　改善树脂覆膜性的材料的作用在于削弱树脂分子间的作用力，从而降低软化温度、熔融温度和玻璃化温度，减少熔体的粘度，增加其流动性，进而改善加工性、赋予树脂柔软性。BZ-101、BZ-102是覆膜砂行业较早应用的添加剂。
　　中国纺织大学等单位相继开发了多种性能优良的添加剂，在生产中获得了稳定的应用。添加剂的作用见表2，添加剂加入量(质量分数)均为2.6%。