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覆膜砂检测

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发布时间：2025-03-19 15:31:09 更新时间：2025-03-18 15:31:32

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

覆膜砂检测需围绕物理性能、热稳定性、环保安全性及工艺适配性四大核心展开，适用于铸造行业（砂型/砂芯制造）、精密铸造等领域。遵循国家标准（GB/T 9442《铸造用覆膜砂》）、行业规范（JB/T 8583《铸造用覆膜砂技术条件》）及国际标准（ISO 13583-1《铸造砂试验方法》）。以下是系统化检测方案：

一、核心检测项目与标准

1. 物理性能检测

抗拉强度：
- 常温抗拉≥3.0MPa，热态抗拉（300℃）≥2.0MPa（万能试验机，JB/T 8583）；
- 抗弯强度≥6.0MPa（三点弯曲法，ISO 13583-1）。
粒度分布：
- AFS细度40-100（筛分法，GB/T 9442）；
- 集中度（主筛残留≥70%）。

2. 热稳定性与发气性

热膨胀率：
- 1000℃线膨胀率≤1.2%（高温膨胀仪，GB/T 7322）；
发气量：
- 850℃×30s发气量≤20mL/g（发气性测定仪，JB/T 7526）；
灼烧减量：
- LOI（烧失量）≤3.0%（马弗炉950℃×1h，GB/T 21835）。

3. 化学成分与环保安全

树脂含量：
- 酚醛树脂1.5-4.0%（灼烧法，GB/T 9442）；
- 固化剂（乌洛托品）0.1-0.3%（HPLC，GB/T 30419）。
有害物质：
- 游离甲醛≤0.1%（乙酰丙酮法，GB 18583）；
- 苯酚挥发物≤0.5%（GC-MS，GB 31571）。

4. 工艺适配性检测

流动性：
- 标准漏斗流速≥60s/50g（覆膜砂流动性测定仪）；
溃散性：
- 残留强度（800℃）≤1.0MPa（高温压力试验机）。

二、检测方法与设备

物理性能设备：
- 万能材料试验机（Instron 5967，量程0-50kN）；
- AFS筛分系统（振动筛机，筛网孔径0.075-2.36mm）。
热性能设备：
- 发气性测定仪（石英管加热炉，温度范围0-1000℃）；
- 高温膨胀仪（Netzsch DIL 402，升温速率10℃/min）。
化学分析设备：
- 马弗炉（Nabertherm L5，温度精度±5℃）；
- 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）（Sciex TQ 5500，苯酚定量）。
工艺设备：
- 覆膜砂流动性测试仪（标准漏斗，50g容量）；
- 高温压力试验机（量程0-10MPa，温度0-1000℃）。

三、质量控制关键点

原材料控制：
- 石英砂纯度：SiO₂≥98%，含泥量≤0.2%（XRF分析）；
- 树脂粘结性：热态粘结强度≥2.5MPa（JB/T 8583）。
生产过程监控：
- 混砂工艺：混砂时间3-5min，树脂涂覆均匀性（在线红外测温）；
- 固化温度：覆膜砂固化温度180-220℃（±5℃）。
成品检验：
- 全检项目：粒度分布、流动性（100%批次）；
- 抽检项目：发气量、游离甲醛（按GB/T 2828.1，AQL 1.5）。

四、常见问题与解决方案

问题	原因分析	解决方案
热态强度不足	树脂含量低或固化不完全	提高树脂比例至3.5%，延长固化时间至5min
发气量超标	树脂分解或水分过多	选用低氮树脂，预烘干砂（水分≤0.1%）
溃散性差	残留强度高或添加剂不足	添加碳酸钙（0.5-1.0%）或木粉（0.3%）
游离甲醛超标	树脂合成工艺不达标	改用环保型酚醛树脂（游离甲醛≤0.05%）

五、标准与认证参考

国内标准：
- GB/T 9442-2023《铸造用覆膜砂》；
- JB/T 8583-2023《铸造用覆膜砂技术条件》。
国际标准：
- ISO 13583-1:2023《铸造砂试验方法》；
- ASTM C144-2023《铸造用砂化学分析标准》。
行业认证：
- ISO 9001（质量管理体系认证）；
- 中国铸造协会认证（绿色铸造材料）。

六、应用场景与优化建议

汽车铸件（缸体/缸盖）：
- 高耐热性：热态抗拉≥2.5MPa，发气量≤15mL/g；
- 低膨胀：1000℃线膨胀率≤1.0%。
精密铸造（薄壁件）：
- 细粒度砂：AFS细度70-100，流动性≤50s/50g；
- 高溃散性：残留强度≤0.5MPa。
环保型铸造：
- 无醛树脂：游离甲醛未检出（检出限≤0.01%）；
- 生物基添加剂：淀粉粘接剂替代部分酚醛树脂（替代率≤20%）。

总结覆膜砂检测需以“强度可靠、低发气、环保安全”为核心，通过物理性能（抗拉/抗弯）、热稳定性（发气/膨胀）、化学成分（树脂/有害物）及工艺适配性（流动性/溃散性）的系统化验证。生产企业应依据GB/T 9442与ISO 13583标准优化配方（如高耐热树脂/环保添加剂），通过ISO 9001认证确保质量稳定。用户需根据铸件类型（汽车/精密）选择适配产品，优先选用低发气+高溃散性覆膜砂，并定期抽检（建议每批次5%），保障铸件成品率与生产环保性。