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,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,四章,石膏型铸造,1,第 四章石膏型铸造1,2,2,天然石膏,3,天然石膏3,4.1,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,4.1.1,工艺简介,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,4,4.1 概述4,图,4-1,熔模石膏型铸造工艺流程图,5,图4-1 熔模石膏型铸造工艺流程图5,图,4-2,起模石膏型的工艺过程示意,6,图4-2 起模石膏型的工艺过程示意 6,图,4-3,发泡石膏型的石膏内部构造,7,图4-3 发泡石膏型的石膏内部构造 7,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8,石膏型铸造的特点：8,石膏型铸造的应用范围：,适用于生产尺寸精确,表面光洁的精密铸件,尤其是大型复杂薄壁铝合金铸件,最小壁厚可达,0.5mm,目前，石膏型精密铸造已被广泛应用于航空航天、船舶舰艇、仪器仪表等行业的精密零件制造上9,石膏型铸造的应用范围：9,4.2,石膏型铸造工艺,4.2.1,制备石膏型的各种原材料,（,1,）石膏（,CaSO42H2O,）,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，如下表10,4.2 石膏型铸造工艺10,铸造用石膏粉的主要性能要求,石膏类型,抗压强度,MPa,凝结时间,min,标准稠度混水量,粒度,0.075mm,（,200,目筛余,1,）,初凝,终凝,15,8,10,12,18,40,5,8,5,7,7,12,50,5,11,铸造用石膏粉的主要性能要求 石膏类型抗压强度MPa凝结时间,（,2,）填料,单纯使用,型石膏并不能用于铸型制作，须加入耐火材料的填料。

其,主要目的是减小石膏型的线收缩和裂纹倾向填料应具有合适的熔点、耐火度、良好的化学稳定性、合适的线膨胀率、发气量少、吸湿性小等性能常用填料的种类较多，其中以,SiO2-Al2O3,系材料应用较广泛各种填料对石膏型性能的影响见下表12,（2）填料12,与陶瓷型铸造有何不同？,13,与陶瓷型铸造有何不同？13,填料类型对石膏混和料抗弯强度的影响（单位：,MPa,）,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,90,4h,1.30,2.80,3.40,3.80,4.60,3.50,700,焙烧后,0.20,0.65,0.80,0.86,0.85,0.65,14,填料类型对石膏混和料抗弯强度的影响（单位：MPa）填料硅石,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,15,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,填料类型对石膏混和料浆体胶凝时间的影响（单位：,min,）,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,10.0,10.5,10.0,12.0,13.5,11.0,12.0,10,16,填料类型对石膏混和料浆体胶凝时间的影响（单位：min）填料,（,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。

常用的促凝剂有各类钠盐、镁盐、钾盐等，如：,NaSiF6,、,NaCl,、,NaF,MgCl2,、,MgSO4,NaNO3,KNO3,17,（3）添加剂及其他17,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18,缓凝剂主要有三类：18,（,4,）模样材料,对于熔模石膏型：,熔模材料,（中小件与熔模铸造通用，中大件或尺寸精度要求高的铸件，使用专用模料）、,气化模,（聚苯乙烯泡沫等）、,水溶性模,（尿素模料、无机盐模料）等对于起模石膏型：,金属、硬质木材、橡胶、塑料,等脱模剂有变压器油、凡士林、肥皂液、经煤油稀释的石蜡硬脂酸等19,（4）模样材料19,4.2.2,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。

常用的几种石膏浆料的成分配比如下表20,4.2.2 石膏混合浆料的制备及灌浆20,21,21,（,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，,普通石膏型浆料大多数在真空下搅拌,，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,0.05,0.06MPa,，搅拌时间,2,3min,，搅拌速度,250,300r,min,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22,（2）石膏混合浆体的搅拌、灌注22,23,23,（,3,）石膏型的干燥、焙烧及浇注,石膏型需经一定时间的,自然干燥,后才能入炉加热干燥和焙烧宜在热风炉中干燥焙烧，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：,（,80,100,8h1504h2502h3502h,熔模石膏：,（,80100,8h1504h2502h3502h,4501h5501h,（,680,700,）,2h,石膏型需随炉冷却，当,温度降至,300,以下,时才可以出炉，否则石膏型容易开裂，对复杂型温度应低些。

24,（3）石膏型的干燥、焙烧及浇注24,25,25,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,26,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,（,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,石膏型温度不高于,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,650700,左右，,加压压力,0.07MPa,左右27,（4）石膏型的浇注27,4.2.3,石膏型应用实例,图,4-6,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,4-6b,）、硅橡胶模（图,4-6c,）、石膏型（图,4-6d,）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,4-6f,），总制造周期为,4,天28,4.2.3 石膏型应用实例28,图,4-6,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,29,图4-6 石膏型成形的轮胎模具29,4.3,石膏型精密铸件工艺设计,4.3.1,铸件工艺参数选择,（,1,）铸造斜度：,石膏型铸件的铸造斜度选择原则与熔模铸造一致。

2,）加工余量：,加工面最大尺寸（,mm,）,加工余量（,mm,）,100,0.8,100300,1.0,300500,1.5,30,4.3 石膏型精密铸件工艺设计加工面最大尺寸（mm）加工余,（,3,）收缩率：,石膏型铸造的收缩主要有,熔模材料的收缩，石膏型的脱水收缩，金属的收缩,等，统称为综合线收缩率其中,熔模收缩率,0.40.6%,；,石膏型脱水收缩率,00.5%,；,金属收缩率,1.11.3%,综合收缩率一般为,1.52.0%,左右31,（3）收缩率：31,4.3.2,浇注系统及冒口设计,对于石膏型铸造，浇注系统应满足如下要求：,A,良好的排气能力，能顺利排出型腔气体，在顶部和易裹气处开设出气口B,保证金属液充型平稳，避免出现紊流，卷气现象C,合理设置冒口，保证补缩D,脱模时浇注系统先熔脱，减小熔模对石膏型的胀型力E,浇注系统在铸件凝固时尽可能不阻碍铸件收缩，以防止铸件变形和开裂32,4.3.2浇注系统及冒口设计对于石膏型铸造，浇注系统应满足如,浇注系统可分为,顶注式、底注式、侧注式、阶梯注式,等几种，高大的薄壁筒形、箱型件多采用阶梯式浇注系统，某些铸件也可采用平注或斜注式由于石膏型表面硬度一般，导热率差，因此内浇口一般不应直对型壁和型芯，以防冲刷。

为防止铸件变形开裂，内浇口应均匀分布，避免局部过热及浇不足等缺陷内浇口尽量设在铸件热节处，利于补缩33,浇注系统可分为顶注式、底注式、侧注式、阶梯注式等几种，高大的,个人观点供参考，欢迎讨论,个人观点供参考，欢迎讨论,。