石膏型铸造工艺优化技巧

石膏型铸造是用粒度很小的石膏混合料代替型砂或熔模精铸涂料和石英砂进行的铸造成形工艺。

1.石膏型混合料

石膏型是用生石膏或硫酸钙制造而成的。纯石膏受热时体积收缩率大（1.5%～2.5%），且其热导率低，烧结时极易产生裂纹，不能直接用于浇注石膏型。必须在纯石膏中加入耐火材料和硅粉，以提高石膏型强度和控制凝固时间。石膏型混合料的配比如表3.2所示。将这些组分用水混合形成浆料，浇注到模样上；待石膏型混合料凝固（通常需15 min）后，取模，使石膏型在120～260℃的温度下干燥，去除水分。石膏型的模样材料一般为铝合金、黄铜、锌合金、热硬性塑料、硅橡胶及木材（木模不适用于大量生产石膏型，因其在反复与石膏浆接触时易吸水变形）。制造石膏型也可采用蜡模（普通蜡模或快速成形制造的高分子蜡模），用蜡模制造石膏型时不需取模，这样制出的石膏型称为熔模石膏型。这种石膏型在珠宝首饰，以及汽车、航空航天国防工业中的精密铸件上的应用很广泛。

表3.2　石膏型混合料的基本组成（质量分数）

2.石膏型的焙烧及浇注

在浇注之前需根据石膏型的类型进行不同的处理。从型腔中取出模样并干燥好的石膏型，经120℃预热后即可用于浇注。熔模石膏型则要先经90～96℃热水（或水蒸气，或150～250℃热空气）脱蜡，也可在焙烧炉内将蜡烧失；然后缓慢升温（升温速度一般为50～100℃/h）到250～300℃对石膏型进行焙烧，除去石膏中的自由水及结晶水，再升温到700～750℃，除去型腔中的残蜡。(www.zuozong.com)

石膏型透气性低，不易排出金属液中的气体，故一般用真空、低压或离心浇注方式进行浇注（图3.14）。可采用Antioch法增加石膏型的透气性，即将石膏型置于高压锅（密封加压的烤炉）中脱水6～12 h，然后在空气中脱水14 h。提高石膏型透气性的另一方法是采用能捕捉空气泡的发泡石膏。

3.石膏型的特点

（1）石膏型最高只能承受约1200℃的温度，仅适用于非铁合金如铝、镁、锌及某些铜基合金的铸造成形。

（2）石膏型铸件表面纹理细腻，表面粗糙度低（锌、铝合金铸件为Ra=3.2～0.8μm；铜合金铸件为Ra=6.3～1.6μm）。

（3）石膏型导热性差，冷却时间比砂型长3～6倍，可使铸件组织均匀，不易产生翘曲变形，铸件最薄壁厚可达0.6 mm。

（4）石膏溃散性极好，使得石膏型特别适合用来制造有复杂深凹内腔的铸件。