[發明專利]一種發泡石膏鑄型材料、發泡石膏鑄型和烘烤方法

有效

• 申請號: 201710908581.2
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107556045B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 樊振中;熊艷才;洪潤洲;厲沙沙;陳軍洲
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B38/02;C04B28/14;C04B41/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 梁瑞林

本發明屬于鑄造技術，涉及一種發泡石膏鑄型、發泡石膏鑄型和發泡石膏鑄型的烘烤方法。本發明的發泡石膏鑄型材料由石膏混合粉料和去離子水混合組成。本發明的發泡石膏鑄型的制備步驟如下：配制石膏混合粉料；配制促凝劑水溶液；配制石膏漿料；添加化學發泡劑；澆注發泡石膏漿料；靜置；晾干。本發明的烘烤方法采用六段階梯式升溫。本發明減小了發泡石膏鑄型的質量波動，滿足了穩定化生產的需要；避免了發泡石膏鑄型在烘烤過程中產生開裂或形成微裂紋缺陷；實現了成形結構尺寸為600mm～1800mm、平均壁厚尺寸為1.5mm～4.0mm的發泡石膏鑄型的制備。

技術領域

本發明屬于鑄造技術，涉及一種發泡石膏鑄型、發泡石膏鑄型和發泡石膏鑄型的烘烤方法。

背景技術

無余量精密鑄造是近年來國際上日益受到重視的一種新型鑄造方法，可高效快速低成本成形制造結構尺寸為600mm～1800mm、平均壁厚尺寸為1.5mm～4.0mm的輕質合金構件，尤其是鋁合金鑄件，低導熱系數的石膏鑄型常被應用于無余量精密鑄造，與普通石膏鑄型相比，發泡石膏鑄型內部由于含有大量均勻細小的氣泡，很好地隔離了熱量的傳輸與交換，因此，用于無余量精密鑄造時具有更好的保溫效果。為了鑄造成形壁厚尺寸更小、表面質量更高的鋁合金鑄件，對發泡石膏鑄型的表面光潔度、氣孔等缺陷的控制和發泡石膏漿料的配比與混合工藝提出了更高的要求。同時，用于無余量精密鑄造成形的發泡石膏鑄型因內部含有大量的微氣孔結構，在干燥與烘烤過程中易受熱不均導致發泡石膏鑄型產生開裂或形成微裂紋，導致發泡石膏鑄型干燥后的廢品率較高。目前，已公開發表的石膏鑄型的制備與熱烘烤方法主要針對于普通石膏鑄型，涉及發泡石膏鑄型的報道較少。目前常規的發泡石膏鑄型制備方法多為化學發泡法與通氣發泡法，化學發泡法所需的化學發泡劑目前國內還未有成熟的商品牌號可供選擇，常導致發泡石膏鑄型批次性制備質量波動較大，難以實現穩定化生產。通氣發泡法工藝操作簡便，但較難控制石膏混合漿料內的發氣量，導致石膏鑄型內部氣孔大小與分布不一，極易在室溫膠凝與干燥過程中開裂，這些方法都很難圓滿成形結構尺寸為600mm～1800mm、平均壁厚尺寸為1.5mm～4.0mm的發泡石膏鑄型。傳統發泡石膏鑄型的干燥方法多采用熱輻射或熱風干燥，對于內部含有大量微氣孔的發泡石膏鑄型，極易產生開裂或形成微裂紋缺陷。因此，傳統發泡石膏鑄型的制備與熱烘烤方法，很難直接應用于結構尺寸為600mm～1800mm、平均壁厚尺寸為1.5mm～4.0mm鋁合金鑄件的無余量精密鑄造，嚴重制約了無余量精密鑄造技術的發展。

發明內容

本發明的目的是：提出一種發泡石膏鑄型、發泡石膏鑄型和發泡石膏鑄型的烘烤方法，以便減小發泡石膏鑄型的質量波動，實現穩定化生產；避免發泡石膏鑄型在烘烤過程中產生開裂或形成微裂紋缺陷；實現成形結構尺寸為600mm～1800mm、平均壁厚尺寸為1.5mm～4.0mm的發泡石膏鑄型的制備。

本發明的技術方案是：一種發泡石膏鑄型材料，其特征在于，發泡石膏鑄型材料由石膏混合粉料和去離子水混合組成，石膏混合粉料由α型高強半水石膏粉料、高嶺土粉、高鋁礬土粉、石英粉、硅藻土粉、陶瓷短纖維、促凝劑和化學發泡劑組成；高嶺土粉的重量占石膏混合粉料重量的12％～16％；高鋁礬土粉的重量占石膏混合粉料重量的10％～14％；石英粉的重量占石膏混合粉料重量的14％～18％；硅藻土粉的重量占石膏混合粉料重量的6％～10％；陶瓷短纖維的重量占石膏混合粉料重量的1.2％～2.5％；促凝劑的重量占石膏混合粉料重量的1.5％～2.5％；化學發泡劑的重量占石膏混合粉料重量的1.8％～3.0％；余量為α型高強半水石膏粉料；促凝劑由NaCl與MgSO₄組成，其中NaCl與MgSO₄的質量比為1:1.2～1:1.4，化學發泡劑為十二烷基硫酸鈉-K12或十二烷基磺酸鈉-SDS。

使用如上面所述的發泡石膏鑄型材料制備發泡石膏鑄型的方法，其特征在于，制備的步驟如下：

1、配制石膏混合粉料：按比例稱取各種原料，將各種原料放入攪拌機中攪拌至少8min；