铁型覆砂工艺融合金属型铸造的高效散热与砂型铸造的高精度优势，在铸件生产领域应用广泛。然而，汽车零部件、工程机械配件、管件因结构、性能需求各异，适配的铁型覆砂工艺存在显著差异。需针对不同铸件特性，从铁型设计、覆砂参数、浇注工艺等维度，定制专属工艺方案，确保铸件质量与生产效率。

一、汽车零部件铁型覆砂工艺：高精度、高性能需求下的工艺优化

汽车零部件（如发动机缸体、曲轴、轮毂、制动盘等）对尺寸精度（公差 ±0.1-0.5mm）、表面质量（粗糙度 Ra≤6.3μm）与力学性能（如曲轴抗拉强度≥800MPa、延伸率≥5%）要求严苛，适配的铁型覆砂工艺需从多方面精细调控。

（一）铁型设计：兼顾散热与尺寸精度保障

材质选择：采用 HT250-300 灰铸铁，其石墨呈片状，导热系数 35-40W/(m・K)，可快速传导铸件热量，细化晶粒（平均晶粒尺寸≤50μm）；同时具备良好的铸造性能与加工性能，便于制造复杂型腔，满足汽车零部件高精度要求。

结构设计：针对发动机缸体等复杂结构件，采用分体式铁型设计，将缸筒、缸盖等部位分开制造后组装，确保型腔尺寸精度（尺寸偏差≤±0.05mm）；各部件间采用定位销与密封胶圈连接，防止铁液渗漏；对于曲轴等轴类零件，铁型内部设置定位凹槽，确保曲轴在浇注过程中位置固定，避免偏心。

冷却系统设计：在铁型关键部位（如缸体的活塞环槽、曲轴的轴颈处）嵌入铜质冷却水道（水道直径 5-8mm），通水冷却（水温 20-30℃，流速 1-2m/s），加速局部散热，控制凝固顺序，减少缩孔、缩松缺陷（缺陷率可降低至 1% 以内）；同时，冷却水道可调节铁型整体温度，确保各部位温度均匀性（温差≤5℃），提升铸件尺寸稳定性。

（二）覆砂参数优化：匹配零部件薄壁、复杂结构特点

覆砂层厚度：汽车零部件多为薄壁件（壁厚 3-8mm），覆砂层厚度控制在 5-7mm。过厚会影响铸件冷却速度，导致晶粒粗大；过薄则铁型激冷作用过强，易产生白口缺陷。如轮毂轮辋部位，覆砂层厚 6mm，既能保证铁液充型顺畅，又可使铸件表面光洁，粗糙度 Ra≤3.2μm。

砂料配方：选用粒度为 70-140 目的优质覆膜砂，树脂含量 3.5%-4.5%，固化剂为乌洛托品，含量 0.5%-1%。细粒度砂可提高铸型表面光洁度，与适量树脂、固化剂配合，使覆砂层具备良好的强度与溃散性。在缸体生产中，该砂料配方制成的覆砂层，常温抗弯强度≥8MPa，高温抗弯强度≥4MPa，浇注后铸件落砂容易，清理便捷。

射砂工艺：采用高压射砂（射砂压力 0.4-0.6MPa），确保砂料快速、均匀填充铁型型腔；射砂时间控制在 1-2s，防止砂料提前固化；同时，在铁型分型面设置排气槽（宽度 2-3mm，深度 0.5-1mm）与排气塞，及时排出型腔内气体，避免气孔缺陷（气孔直径≤0.5mm），提升铸件致密度。

（三）浇注工艺调控：保障充型与凝固质量

浇注温度：根据零部件材质与壁厚调整，如铝合金轮毂浇注温度 700-730℃，铸铁曲轴浇注温度 1350-1400℃。精确控制浇注温度，可保证铁液流动性，避免浇不足、冷隔等缺陷（缺陷率控制在 0.5% 以内）；同时，防止温度过高导致晶粒粗大、缩孔加剧。

浇注速度：对于薄壁、复杂的汽车零部件，采用快速浇注（浇注速度 10-20kg/s），使铁液在短时间内充满型腔，减少热量散失，确保充型完整；对于厚壁部位（如发动机缸体的缸筒底部），适当降低浇注速度，配合冷铁或冒口，实现顺序凝固，消除缩孔、缩松。

孕育与球化处理：生产球墨铸铁零部件（如曲轴、轮毂）时，严格控制孕育剂与球化剂加入量。孕育剂选用 75 硅铁，加入量 0.4%-0.6%，在浇注前随流加入，细化石墨球，提高铸件力学性能；球化剂采用 Mg8RE3，加入量 0.8%-1.2%，确保石墨球化率≥85%，提升铸件韧性与强度。

二、工程机械配件铁型覆砂工艺：厚壁、高强度需求下的工艺强化

工程机械配件（如平衡轴支架、齿轮、销轴等）多承受重载、冲击，要求铸件具备高硬度（≥HB200）、高强度（抗拉强度≥600MPa）与良好的耐磨性，适配的铁型覆砂工艺需围绕厚壁结构与性能提升优化。

（一）铁型设计：强化散热与提高刚性

材质选择：选用 QT400-18 球墨铸铁制造铁型，其基体组织中石墨呈球状，赋予铁型良好的韧性（延伸率≥18%），可承受厚壁铸件浇注时的热冲击；同时，球墨铸铁的强度高于灰铸铁，可提高铁型刚性，防止变形，确保铸件尺寸精度（公差 ±0.5-1mm）。

结构设计：针对平衡轴支架等大型、厚壁配件，铁型采用整体铸造，减少分型面，提高铸件表面质量；内部设置加强筋（厚度 5-8mm），增强铁型刚度；对于齿轮等回转类零件，铁型设计为圆形结构，与齿轮外形适配，保证浇注过程中模具受力均匀，避免偏析。

冷却系统设计：在铁型内部开设多条冷却水道（水道间距 20-30mm），采用循环水冷却（水温 15-25℃，流量 20-30L/min），加速厚壁部位散热，促进铸件顺序凝固；对于关键受力部位（如销轴安装孔），可在铁型对应位置镶嵌铜质冷铁（冷铁厚度 10-15mm），进一步提高冷却速度，细化晶粒，提升局部硬度与耐磨性。

（二）覆砂参数优化：适应厚壁结构与高溃散性要求

覆砂层厚度：工程机械配件壁厚较大（10-50mm），覆砂层厚度控制在 8-10mm。较厚的覆砂层可缓冲铁型激冷作用，避免铸件表面产生裂纹；同时，保证铁液充型时铸型的稳定性，防止冲砂。如平衡轴支架，8mm 厚的覆砂层可满足生产需求，铸件无明显缺陷。

砂料配方：选用粒度为 50-100 目的中粗覆膜砂，树脂含量 4%-5%，固化剂为六次甲基四胺，含量 1%-1.5%。中粗砂粒可提高砂型透气性，减少气孔缺陷；较高的树脂与固化剂含量，使覆砂层具备足够强度，承受厚壁铸件浇注压力；同时，浇注后覆砂层溃散性良好，便于清理。在齿轮生产中，该砂料配方制成的覆砂层，高温抗压强度≥10MPa，落砂性能优良。

射砂工艺：采用中压射砂（射砂压力 0.3-0.4MPa），确保砂料均匀填充铁型型腔；适当延长射砂时间至 2-3s，保证厚壁部位砂料紧实；在铁型内部设置排气通道，配合排气塞，及时排出型腔内气体，防止憋气现象，提高铸件质量。

（三）浇注工艺调控：满足厚壁铸件凝固与性能要求

浇注温度：根据配件材质与壁厚确定，如铸钢齿轮浇注温度 1500-1550℃，铸铁销轴浇注温度 1380-1430℃。较高的浇注温度可保证铁液在厚壁型腔中充分流动，填充复杂部位；但需严格控制，避免过热导致晶粒粗大、组织疏松。

浇注速度：厚壁配件采用较慢的浇注速度（5-10kg/s），使铁液平稳充型，减少紊流与卷气；同时，配合冒口（冒口尺寸为铸件热节部位直径的 1.2-1.5 倍）与冷铁，实现顺序凝固，有效消除缩孔、缩松缺陷（缺陷率降低至 2% 以内），提高铸件致密度。

孕育与变质处理：生产高强度铸铁配件时，加强孕育处理，孕育剂加入量可提高至 0.6%-0.8%，采用多次孕育（包内孕育 + 随流孕育），细化石墨，改善基体组织；对于铸钢件，添加适量的变质剂（如钛铁、硼铁），细化晶粒，提升铸件综合性能。