特种铸造3第三章石膏型铸造课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七章,石膏型铸造,7.1 概述,定义：,石膏性铸造是以石膏为主要造型材料的一种铸造工艺方法。从本质上来说是一种以石膏为胶凝材料的实体熔模铸造法。,7.1.1 工艺简介,其基本工艺过程如图7-1所示。石膏型铸造按脱模方法分类可分为熔模石膏型铸造和起模石膏型铸造两类，前者是加热熔模使其从石膏模中流出，后者是通过人力机械方法将模样从型中拔出。起模石膏型铸造又可分为普通石膏型和发泡石膏型。,石膏型铸造的特点：,1）石膏浆料的流动性很好，凝结时有轻微的膨胀，所制铸型轮廓清晰、花纹精细。,2）石膏型溃散性好，易于清除。,3）石膏型的导热性很差，金属浇入后散热缓慢，流动性好，适于生产薄壁铸件。,4）石膏型的透气性极差，铸件易产生气孔、浇不足等缺陷。,5）石膏型耐火度低，适于生产铝、锌、铜、金、银等合金铸件。,图7-2 石膏型的工艺过程示意,7.2 石膏型铸造工艺,7.2.1 制备石膏型的各种原材料,（1）石膏,制作石膏型常用型半水石膏，也可用型半水石膏，前者混水量少，铸型强度高，后者则相反。两种石膏在微观结构上基本相似，但宏观性能上却差别较大，如表7-1。,表7-2 填料类型对石膏混和料抗弯强度的影响,填料,硅石粉,硅线石,莫来石,高岭土,高铝矾土,工业氧化铝,灌浆后2h,0.25,0.40,0.75,0.80,1.00,0.80,灌浆后7d,0.50,1.50,2.30,2.40,2.60,2.00,烘干904h,1.30,2.80,3.40,3.80,4.60,3.50,700焙烧后,0.20,0.65,0.80,0.86,0.85,0.65,表7-3 填料类型对石膏混和料裂纹倾向的影响,填料,半水石膏100,硅石粉,硅线石,高岭土,莫来石,高铝矾土,工业氧化铝,锆英粉,石英玻璃,300 空冷,微裂,极轻微裂,不裂,不裂,不裂,不裂,不裂,不裂,不裂,700 空冷,碎裂,微裂,不裂,极轻微裂或不裂,极轻微裂,极轻微裂,轻微裂,轻微裂,不裂,表7-4 填料类型对石膏混和料浆体胶凝时间的影响,填料,硅石粉,硅线石,高岭土,莫来石,高铝矾土,工业氧化铝,锆英粉,半水石膏100,初凝时间,7.0,8.5,8.0,10.0,12.0,9.0,10.0,8,终凝时间,10.0,10.5,10.0,12.0,13.5,11.0,12.0,10,（3）添加剂及其他,石膏型铸型的添加剂一般有促凝剂、缓凝剂和增强剂等，它们的盐类，常用的有NaSiF6、NaCl、NaF、MgCl2、MgSO4、NaNO3、KNO3等；缓凝剂主要有三类：,（a）磷酸盐、碱金属硼酸盐、硼砂、硼酸等。,（b）有机酸及可溶性盐，如柠檬酸及其盐、琥珀酸钠、乙基酸钠、甲基酸钠、草酸等。其中琥珀酸钠的缓凝作用很强，只需要加入千分之几就有明显的效果。,（c）蛋白胶、皮胶、硅溶胶、纸浆废液等。,增强剂用来增加石膏型的湿强度、干强度、焙烧后强度以及高温强度。一般用某些硫酸盐如Na2SO4、K2SO4、NiSO4、MgSO4等，其中以MgSO4的效果最好。,（4）模样材料,可制作石膏型模样材料的有金属、硬质木材、橡胶、塑料等，除橡胶外，其它材料制作的模样为了起模方便，均需要涂脱模剂，常用的有变压器油、凡士林、肥皂液、经煤油稀释的石蜡硬脂酸等。,7.2.2,石膏混合浆料的制备及灌浆,（1）石膏混合浆料的配比,石膏混合浆料的配制应根据铸件的要求和石膏原材料性能来决定。有关手册列出了比较常用的混合浆料的配比，可供参考。,（2）石膏混合浆体的搅拌、灌注,石膏混合料吸附大量的气体，在浆料搅拌时又会卷入大量的气，致使浆料中有大量的气泡，影响石膏型腔表面的质量。除发泡石膏型希望有大量孔洞可以在大气下搅拌及灌注外，普通石膏型浆料应该在真空下搅拌，使浆料中所含的气体能够顺利外排。常用的工艺参数为：真空度0.050.06MPa，搅拌时间23min，搅拌速度250300rmin。灌浆时搅拌室的真空度应该等于或略低于灌浆室，以加强浆体的充填能力，但是压差不能太大以免造成浆体喷射。,（3）石膏型的干燥、焙烧及浇注,石膏型需经一定的时间自然干燥后才能人炉加热干燥和焙烧。宜在炉气可循环的炉中干燥焙烧，也可以在箱式电炉中进行；对一般石膏其工艺如下。,起模石膏：,（80100）8h1504h2502h3502h,熔模石膏：,（80100）8h1504h2502h3502h,4501h5501h（680700）2h,石膏型需随炉冷却，当温度降至300时才可以出炉，否则石膏型容易开裂，对复杂型温度应低些。,（4）石膏型的浇注,焙烧好的石膏型在空气中很容易受潮，必须尽快浇注。考虑到石膏型透气性低，导热性低的特点，可采取一些措施如如加压或负压浇注。浇注时,石膏型温不高于200,，合金液的温度在保证流动性的情况下，尽可能的低。如,铝合金控制在650左右，,加压压力0.07MPa左右。,7.2.3,石膏型应用实例,图9-6是铝合金轮胎样件模具的石膏型铸造实例。该样件从三维实体造型，制造LOM原型（图9-6a）、硅橡胶模（图9-6b）、石膏型（图9-6c）到将烘干及焙烧完毕的石膏型温度降低至180，浇注铝合金制造出模具（图9-6d），总制造周期为4天。,图9-6 石膏型成形的轮胎模具,a）三维实体模型 b）LOM原型 c）硅橡胶模 d）石膏型,e）非占位涂层铸型 f）铝合金轮胎模具,