成都长江造型材料有限公司（以下简称“长江材料”股票代码：001296）成立于2005年，是专业生产覆膜砂、再生砂、覆膜砂设备、3D砂、再生砂设备、建筑材料用砂及其添加剂、铸造辅料和压裂支撑剂的企业。拥有45条具有国际先进水平、全电脑控制的自动化覆膜砂、压裂支撑剂和铸造废旧砂再生等生产线，3D砂年销售5万吨，覆膜砂10万吨，再生砂10万吨。长江材料是一个集团化公司；拥有一批由中国知名专家、博士牵头组成的科研队伍和现代化研发中心，与清华大学共建有“先进环保铸造材料技术中心”、与西南大学共建有“联合实验室”。集团公司拥有行业内最先进的各种测试、检验、检测、分析仪器与装备。2012年公司技术研发中心被重庆市政府批准为市（省）级企业技 术 中 心 ，2013年 经 重 庆 市 政 府 批 准 资 助 建 设 为“ 重 庆 市 粉 体 功 能 复 合 材 料 企 业 工 程 技 术 研 究 中心”。长江材料拥有多项自主知识产权，其中在再生技术和无机材料技术方面就拥有40多项技术专利及科技创新成果。企业作为中国铸造材料标准化委员会副主任委员单位，协助起草、修改了部分行业和国家
标 准 ,负 责 修 改 的 《 铸 造 用 覆 膜 砂 》JB/T8583—2008、 起 草 的 《 铸 造 用 再 生 硅 砂 》GB/T26659—2011标准已实施。2000年，长江材料产品被铸造行业生产力促进中心、全国铸造标准化技术委员会、机械工业造型材料重要铸件产品质量监督检测中心联合评为“覆膜砂”唯一推荐产品。2001年通过了ISO9001:2000质量体系认证，覆膜砂系列产品被纳入重庆市高新技术产业化项目。2012年以来，再生砂系列、长江赛特®（CCITEK®）粘结剂系列、再生砂型覆膜砂系列等三个系列产品被重庆市政府授予优秀科技创新产品称号。在2013年中国铸造材料展览会上，50/100“擦洗砂”和“低氨覆膜砂”荣获铸造材料金鼎奖。

我司可提供专业的3D打印制芯开发技术服务，可在15天内完成开发。我司从3D砂到3D砂芯具备完整的生产链。3D打印学名为增材制造技术,其工作原理是将计算机设计出的三维模型分解为若干层平面切片,然后把"打印"材料按切片图形逐层看加，最终"堆积"成完整的物体。我公司使用的喷墨砂型3D打印机，3DP技术-粘 喷射3D打印技术工作原理是,先铺一层粉末，然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域，让材料粉末粘接，形成零件截面，然后不断重复铺粉喷涂、粘接的过程，层层叠加，获得最终打印出来的零件。技术在于成型速度快、无需支撑结构，而且能够输出彩色打印产品。

主营产品：3D打印砂、覆膜砂、铸钢砂、烘干砂、铸造材料

一、铸造用覆膜砂生产工艺

1. 原材料准备

l 原砂：是构成覆膜砂的主体，一般选用天然硅砂，因其储量丰富、价格便宜且能满足铸造要求。对于特殊要求的铸件，会采用特种砂，如锆砂、铬铁矿砂等。对硅砂的要求包括：SiO₂含量，铸铁及有色铸造用砂要求在90%以上，铸钢件要求在98%以上；偏酸性砂优于偏碱性砂；含泥量低；粒度分布宜采用3筛集中、5筛分散度；粒形尽可能选用圆整性好的硅砂¹⁵。

l 树脂：常用的有热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂。热塑性酚醛树脂适用于普通类覆膜砂，热固性酚醛树脂则用于需要更高强度和耐热性的覆膜砂²⁷。

l 添加剂：包括乌洛托品（作为固化剂）、硬脂酸钙（作为润滑剂），以及根据不同性能需求添加的其他附加物，如防粘砂添加剂、低膨胀添加剂等²¹⁵。

2. 生产工艺流程

l 冷法覆膜工艺：将原砂及热固性粉状酚醛树脂加入混砂机中混拌均匀，然后加入适量的溶剂继续混合，直到粉状树脂被融化粘覆到砂粒表面、溶剂挥发完，出砂后经破碎、过筛即可。此法混砂时间长，溶剂耗量大，且挥发的溶剂气体易产生爆炸，因此应用较少⁷。

l 温法覆膜工艺：该工艺介于冷法和热法之间，对设备要求较高，生产效率也相对有限，在实际生产中的应用也不如热法广泛⁷。

l 热法覆膜工艺：这是目前最常用的覆膜砂制备工艺。其过程为：先将原砂加热到一定温度，然后加入树脂和添加剂，在高速混合机中充分混合，使树脂熔融并均匀地包裹在砂粒表面，形成覆膜砂。热法覆膜工艺具有树脂用量少、生产效率高、覆膜砂质量稳定等优点⁷。

二、铸造用覆膜砂的应用

1. 汽车零部件铸造

l 覆膜砂广泛应用于汽车发动机缸体、缸盖、曲轴、变速箱壳体等零部件的铸造。例如，铁型覆砂生产线采用铁型余热固化覆膜砂工艺，造型速度达2-3分钟/型，型砂再生利用率超过80%，且生产过程粉尘排放较传统砂型降低30%，通过铸件余热正火技术减少40%热处理废气排放⁶。

l 覆膜砂的高强度和低发气量特性，使得铸造出的汽车零部件具有尺寸精度高、表面质量好、力学性能优良等优点，能够满足汽车行业对零部件质量和性能的严格要求⁹¹²。

2. 机械制造领域

l 在机械制造领域，覆膜砂用于生产各种精密铸件，如阀门壳体、缓冲器接头、集装箱角、火车刹车缓冲器壳件等。这些铸件通常具有复杂的形状和较高的精度要求，覆膜砂的优异流动性和成型性能够准确地填充模具的各个角落，生产出高质量的铸件¹¹⁸。

l 例如，高强度低发气类覆膜砂适用于生产复杂精密铸铁件，其强度比普通覆膜砂高30%以上，发气量也明显降低，能够有效减少铸件产生的气孔缺陷，提高铸件的质量和可靠性²。

3. 其他领域

l 覆膜砂还可用于生产航空航天、船舶、能源等领域的铸件。随着这些领域对铸件质量和性能要求的不断提高，覆膜砂的应用前景也越来越广阔¹³。

三、铸造用覆膜砂的优势

1. 尺寸精度高

l 覆膜砂的热膨胀系数低，固化后形状稳定，可使铸件尺寸公差控制在CT7-CT9级（国标GB/T），满足各种精密机械的需求。例如，使用覆膜砂制成的铸件，表面光洁度通常能达到Ra6.3-Ra12.5微米，甚至更高，许多铸件不需要额外的喷砂或抛光工序，直接就能用于装配¹⁰¹²。

2. 表面质量好

l 由于覆膜砂的颗粒细且树脂膜分布均匀，铸件表面光洁度高，减少了后续加工的工作量，提高了生产效率。同时，壳型内表面光洁，透气性好，能有效减少铸件表面的粘砂、气孔等缺陷³⁴。

3. 强度高

l 覆膜砂在高温下能够保持较好的强度，使得铸造件具有较高的力学性能，能够承受较大的压力和金属液的冲刷。其强度主要来源于包裹砂粒的热固性树脂，在热作用下，树脂迅速固化交联，形成坚固的网络结构，使砂型或砂芯能承受金属液冲刷和静压力⁹¹²。

4. 溃散性好

l 覆膜砂型（芯）在铸件凝固后易于溃散，使得铸件清理变得轻而易举，提高了清砂效率。例如，山西覆膜砂空壳工艺中，浇注后薄壳易于溃散，清理工作比清理实心砂块要轻松得多³¹⁷。

5. 节省材料和降低成本

l 相比实心砂型，覆膜砂空壳工艺用砂量大幅减少，降低了生产成本和后续的废砂处理负担。同时，覆膜砂的生产工艺相对简单，生产效率高，也有助于降低生产成本³。

6. 适应性强

l 通过调整原砂的品类、树脂的种类和添加量，以及其他辅助材料，可以生产出侧重不同性能的覆膜砂，如耐高温的、低膨胀的、易溃散的等等，以适应不同铸件的需求。例如，针对汽车发动机水套芯开裂、粘砂等问题，已有专用覆膜砂实现批量应用⁴¹⁶。

覆膜砂性能与应用

备注

l 根据覆膜砂的性能特点、应用领域及优势进行整理，涵盖了覆膜砂在不同铸造领域的应用情况。¹²⁰¹⁰

l 典型案例结合了具体的应用场景和产品特性。¹²⁰

覆膜砂生产企业与产品

备注

l 根据覆膜砂生产企业的相关信息进行整理，包括企业名称、所在地、产品线、产能规模等。

铸造用覆膜砂生产工艺及应用和优势

一、生产工艺

覆膜砂的生产工艺主要包括冷法覆膜、温法覆膜和热法覆膜三种，其中热法覆膜工艺因其生产效率高、产品质量稳定而被广泛应用。

1. 热法覆膜工艺 ：

o 原料准备 ：选用高纯度的原砂（如硅砂），其SiO₂含量通常要求大于98%，以确保覆膜砂的高温性能和耐火度。同时，准备热塑性酚醛树脂、乌洛托品固化剂、硬脂酸钙润滑剂等辅助材料。

o 加热原砂 ：将原砂加热到一定温度（通常在150-200℃之间），以使其具有良好的流动性和热塑性。

o 混合搅拌 ：将加热后的原砂与树脂、乌洛托品水溶液和硬脂酸钙依次加入混砂机中，进行充分搅拌。在搅拌过程中，树脂熔融并包覆在砂粒表面，形成一层均匀的树脂膜。

o 冷却、破碎、筛分 ：将混合好的覆膜砂进行冷却处理，使其温度降至室温。然后，通过破碎机将其破碎成适当大小的颗粒，并通过筛分机进行筛分，以得到符合要求的覆膜砂产品。

2. 冷法覆膜工艺 ：

o 原料准备 ：与热法覆膜工艺相同，选用高纯度的原砂和辅助材料。

o 溶解树脂 ：使用乙醇等有机溶剂将树脂溶解，形成树脂溶液。

o 混砂 ：将树脂溶液与原砂在混砂机中混合搅拌，使树脂溶液均匀地包覆在砂粒表面。

o 挥发溶剂 ：通过加热或通风等方式使乙醇等有机溶剂挥发，从而在砂粒表面形成一层固体树脂膜。

o 破碎、筛分 ：与热法覆膜工艺相同，将覆膜砂进行破碎和筛分处理。

二、应用

覆膜砂因其优异的性能而被广泛应用于铸造行业的各个领域，主要包括：

1. 铸钢件生产 ：覆膜砂可用于生产各种铸钢件，如汽车发动机缸体、缸盖、阀门壳体、缓冲器接头、集装箱角件等。其高强度、耐高温和低发气量等特点使得覆膜砂成为铸钢件生产的理想材料。

2. 铸铁件生产 ：覆膜砂同样适用于铸铁件的生产，如汽车发动机水套芯、液压阀砂芯等。其良好的流动性和成型性使得覆膜砂能够制造出形状复杂的砂芯，满足铸铁件的生产需求。

3. 非铁合金铸件生产 ：覆膜砂还可用于生产非铁合金铸件，如铝合金、镁合金等。其优异的溃散性和抗吸潮性使得覆膜砂在非铁合金铸件生产中具有独特的优势。

4. 多种铸造工艺 ：覆膜砂既可制作铸型又可制作砂芯，且型或芯可互相配合使用或与其它砂型（芯）配合使用。它适用于金属型重力铸造、低压铸造、铁型覆砂铸造、热法离心铸造等多种铸造工艺。

三、优势

覆膜砂相比传统铸造用砂具有以下显著优势：

1. 高强度 ：覆膜砂具有较高的强度和硬度，能够在高温下保持稳定，不易变形。这使得覆膜砂能够承受复杂砂型铸造过程中产生的各种应力，确保铸件的尺寸精度和表面质量。

2. 耐高温 ：覆膜砂中的树脂膜具有优异的耐高温性能，能够在高温下保持稳定，不易分解或燃烧。这使得覆膜砂特别适用于高温浇注场景，如铸钢件的生产。

3. 低发气量 ：覆膜砂在受热时发气量较低，且发气速度适中。这有助于减少铸件内部的气孔和气泡等缺陷，提高铸件的内部质量和外观光洁度。

4. 良好的流动性和成型性 ：覆膜砂具有良好的流动性和成型性，能够精准填充模具的每一个细节，成型后的砂芯轮廓清晰、表面致密无疏松。这使得覆膜砂能够制造出形状复杂的砂芯，满足各种铸件的生产需求。

5. 抗吸潮性强 ：覆膜砂不易吸潮，长时间存放强度不易下降。这有利于覆膜砂的储存、运输和使用，降低了生产成本和浪费。

6. 溃散性好 ：覆膜砂在浇注后易于溃散，有利于铸件的清理和后续加工。这提高了生产效率，降低了生产成本。

7. 环保性更优 ：相较于其他树脂砂工艺，覆膜砂的壳法工艺废砂产生量最少，砂铁比低、黏结剂燃烧充分，游离苯酚排放含量远低于行业平均水平。这有助于减少环境污染，符合全球环保法规趋严的趋势。

铸钢覆膜砂原材料及特点

铸钢覆膜砂的原材料及特点如下 ：

一、原材料组成

铸钢覆膜砂主要由以下五类原材料构成，各组分协同作用赋予其优异性能：

1. 耐火骨料（占比超95%） 

o 核心成分 ：以高纯度天然硅砂（SiO₂含量≥98%）为主，特殊需求下可选用锆砂、宝珠砂等特种骨料。

o 作用 ：作为骨架支撑砂型结构，承受高温金属液冲刷，要求耐火度高、颗粒圆整、表面洁净。

o 处理工艺 ：通过相变处理（降低膨胀量）和活化处理（提高强度约25%）优化性能。

2. 黏结剂（热塑性酚醛树脂） 

o 特性 ：双峰分子量分布结构，游离酚含量低、流动性好，常温稳定，加热后熔融固化。

o 作用 ：将砂粒粘结成型，赋予砂芯初始强度。

o 优化方向 ：采用低发气、高强度树脂，减少皮下气孔风险。

3. 固化剂（乌洛托品为主） 

o 作用 ：加热分解产生亚甲基，与树脂活性位点缩聚反应，实现快速固化。

o 改进 ：新型复合固化剂可替代传统乌洛托品，避免氮气缺陷。

4. 润滑剂（硬脂酸钙） 

o 作用 ：改善砂粒流动性，防止储存结块，减少砂芯与模具黏附，优化起模性。

o 添加量 ：占树脂重量的5%~7%。

5. 功能性添加剂 

o 类型 ：耐高温添加剂（如含碳材料）、易溃散添加剂（如二氧化锰）、增韧剂（如超短玻璃纤维）等。

o 作用 ：针对性提升性能，如降低热膨胀、延缓发气速度、增强抗裂性。

二、核心特点

铸钢覆膜砂通过原料配比与工艺优化，具备以下显著优势：

1. 高强度与耐高温性 

o 高温强度 ：耐火骨料与树脂协同作用，确保砂芯在1600℃以上高温下保持结构稳定。

o 抗热震性 ：特种骨料（如锆砂）热膨胀系数低，减少浇注时因热应力导致的开裂。

2. 低发气与慢发气特性 

o 发气量控制 ：通过优化树脂用量（占原砂重1.0%~3.0%）和添加溃散剂，显著降低浇注时气体产生量。

o 发气速度延缓 ：高强度低发气类覆膜砂可延缓发气速度，避免气体聚集形成气孔。

3. 优异流动性与溃散性 

o 流动性 ：砂粒圆整度高，配合润滑剂作用，可填充复杂型腔，制出轮廓清晰、组织致密的砂芯。

o 溃散性 ：铸件冷却后砂芯易破碎清理，降低后续加工成本。

4. 尺寸精度与表面质量 

o 精度等级 ：尺寸精度达CT7~CT9级，表面粗糙度Ra=6.3~12.5μm，满足高精度铸件需求。

o 抗粘砂性 ：耐高温骨料与添加剂协同作用，有效防止铸件表面粘砂缺陷。

5. 工艺适应性与稳定性 

o 适用范围广 ：可用于汽车发动机缸体、阀门壳体、集装箱角件等复杂铸钢件生产。

o 储存稳定性 ：硬脂酸钙的添加防止结块，延长覆膜砂保质期。

三、应用场景与优势

铸钢覆膜砂凭借其综合性能，在以下领域表现突出：

l 复杂薄壁铸件 ：如汽车发动机缸体、缸盖，其低膨胀、高强度特性可避免变形和热裂。

l 高要求铸钢件 ：如集装箱角件、火车刹车缓冲器壳体，耐高温性确保铸件内部质量。

精密铸造 ：尺寸精度与表面质量优势，适用于液压阀流道、涡轮增压器气道等精密砂芯制造。

原砂

烘干砂：经过水洗‑擦洗、高温烘干、筛分的干态石英原砂，核心指标：含水率≤0.2‑0.3%。

1.含水率：≤0.2‑0.3%，水分会消耗酸固化剂，树脂砂强度暴跌，产生气孔，3D 打印砂、覆膜砂生产必须用烘干砂。

2.含泥量：≤0.2‑0.3%，泥多增加树脂消耗、气孔缺陷。

3.SiO₂ ≥98%，Fe₂O₃＜0.3‑0.5%

4.酸耗值 ≤5mL，呋喃树脂砂关键，碱性杂质多会固化慢、不硬。

5.常用粒度：40‑70 目、50‑100 目、70‑140 目、100‑200 目。

6.加工流程：原矿硅砂 → 水洗 → 机械擦洗（去掉表面泥膜、碱性杂质）→ 脱水 → 高温烘干（300‑450℃） → 冷却筛分分目 → 成品烘干砂

3D 打印砂 

是粘结剂喷射工艺专用铸造砂，直接打印砂型、砂芯，不用木模 / 金属模，适合复杂内腔、流道、小批量试制铸件。

主流工艺：铺砂→喷头喷射液态粘结剂→室温固化；未打印的散砂回收复用，层厚 0.2‑0.4mm，精度 ±0.2‑0.4mm。

1.粒形：优先球形 / 近球形，尖角砂流动性差，铺粉不均匀，尺寸漂移；

2.粒度集中：常用 70/140 目、100/200 目；细砂表面好但透气性差，粗砂透气好表面粗糙；

3.含水率极低：≤0.2%，水分会破坏树脂固化，强度暴跌；

4.酸耗值低（呋喃体系），碱性杂质消耗酸催化剂，固化不良；

5.流动性好、松散性佳，铺砂器能均匀铺薄层；

6.耐火度、热膨胀、溃散性匹配浇注材质。

粘结剂喷射3D打印砂型优缺点

3D打印砂型的核心类型为粘结剂喷射砂型，其优缺点如下 ：

一、类型：粘结剂喷射砂型

技术原理 ：

通过铺砂系统逐层铺设砂料（如硅砂、陶粒砂、锆砂等），喷头依据数字模型数据精确喷射粘结剂（如呋喃树脂、酚醛树脂、无机粘合剂等），粘结剂渗透砂层引发固化，逐层堆积形成砂型。该技术无需传统模具，可直接从数字模型制造砂型，支持复杂内腔和曲面分型结构。

二、优点

1. 制造周期短 

o 传统砂型制造需数周（模具设计、加工、组装），而3D打印砂型可将周期缩短至1天以内 ，尤其适合中小批量或紧急订单。

o 案例 ：某复杂铝合金铸件通过3D打印砂型，省去模具加工环节，工期缩短两个月以上。

2. 设计自由度高 

o 可制造传统工艺难以实现的复杂结构（如负拔模角度、随形冷却通道、薄壁结构），无需担心模具拼合精度损失。

o 案例 ：柴油发动机缸盖砂型通过3D打印实现19个核心部分的一体化成型，避免传统分段铸造的精度问题。

3. 成本效益显著 

o 省去模具开发成本（木模、金属模费用高昂），降低研发风险。

o 材料可回收利用（如填充砂全回收），减少废料和能源消耗。

o 案例 ：农业机械机架通过拓扑优化设计，结合3D打印砂型，重量减轻45kg，制造成本降低。

4. 精度与质量提升 

o 砂型精度达±0.3mm ，铸件尺寸精度满足A类标准（CT8-9级） ，表面粗糙度优于Ra12.5 。

o 复杂流道设计优化充型平稳性，减少气孔、缩孔等缺陷。

o 案例 ：集成式复合气缸盖通过3D打印砂芯组合，确保进排气道位置一致性，解决气道参数不良问题。

5. 柔性生产与快速迭代 

o 同一批次可同时打印多件砂型/砂芯，支持按需生产，减少库存压力。

o 设计修改仅需调整数字模型，无需重新开模，加速产品迭代。

o 案例 ：汽车发动机缸体研发阶段，通过3D打印砂型快速验证设计，缩短研发周期。

三、缺点

1. 尺寸限制 

o 打印空间有限，大型铸件（如超过4米）需分块打印后组装，可能增加工艺复杂度。

o 解决方案 ：超大型砂型打印设备（如三帝科技3DPTEK-J4000Pro）支持一体化制造，但成本较高。

2. 后处理需求 

o 打印后的砂型需去除支撑结构、处理表面粗糙度、涂覆涂料保护热应力，可能增加时间和劳动力成本。

o 案例 ：砂型运输需设计外部保护结构，防止破损，额外增加工序。

3. 材料选择受限 

o 可用砂料种类有限（如硅砂、陶粒砂），粘结剂性能差异影响砂型强度、发气量和溃散性。

o 案例 ：呋喃树脂粘结剂强度高但脆性大，需严格控制发气量；无机粘合剂环保但吸湿性强。

4. 砂芯依赖 

o 复杂内部空腔仍需砂芯实现，增加额外步骤和成本。

o 案例 ：某大型机架砂型分为4部分打印，需组装后使用，涉及砂芯定位精度问题。

5. 质量影响因素多 

o 铸件质量不仅取决于砂型，还受金属材料成分、熔炼温度、浇注工艺、后处理（如热处理）等环节影响。

案例 ：即使砂型精度高，若金属液纯净度不足（含气体、杂质），仍会导致铸件气孔、夹渣缺陷。