本發(fā)明屬于石膏型熔模鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種差壓式鋁合金石膏型熔模精密鑄造方法。

背景技術(shù)：

模具的鑄造方法一般分為砂型、陶瓷型、薄殼型和石膏型等幾種。其中砂型、陶瓷型、薄殼型等鑄造方法，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。加工好的鑄件精度不高，表面質(zhì)量不好，且成本較高。另外，鑄件加工完成后表面清理比較麻煩，并且會(huì)產(chǎn)生污染，從而大大增加勞動(dòng)強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題便是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種差壓式鋁合金石膏型熔模精密鑄造方法，利用差壓鑄造的方法制備石膏型，保證產(chǎn)品鑄造的精度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種差壓式鋁合金石膏型熔模精密鑄造方法，包括以下步驟：

a、壓型：根據(jù)產(chǎn)品尺寸制作出蠟型模具，經(jīng)壓蠟取型，復(fù)映出零件的外形；

b、裝型：將制作完成后的蠟型裝上澆注系統(tǒng)，裝型成為模組；

c、石膏型制作：將原料和輔料按照比例混合制備出熟石膏粉，然后將熟石膏粉和輔料按照比例混合制備出石膏混合料，將制備好的石膏混合料裝入砂箱，制作出石膏型；

d、焙燒：在焙燒爐底板上鋪好墊條，澆口杯朝下放置制作完成的石膏型按照焙燒溫度和焙燒時(shí)間的要求進(jìn)行焙燒，焙燒過程中砂箱之間預(yù)留足夠的間隙。

e、真空澆注：將焙燒后的石膏型以至真空澆注罐，澆口杯對(duì)準(zhǔn)鋁液導(dǎo)流槽，抽真空至-0.02mpa～-0.09mpa時(shí)，開始澆注，當(dāng)鋁液升至澆口杯上緣時(shí)，開始加壓并同時(shí)補(bǔ)充鋁液，直至平澆口杯或澆包鋁液凝固為止，增壓壓力控制在0.40mpa～0.70mpa，保壓時(shí)間控制在600s～900s。

f、清理：澆注完成后，靜置12小時(shí)以上，泡水進(jìn)行清理；

g、整形：根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求，對(duì)清理后的石膏型進(jìn)行整形，保證其尺寸和外觀要求；

h、熱處理：對(duì)整形后的石膏型進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為；

i、檢測(cè)：對(duì)熱處理后的石膏型進(jìn)行理化分析、熒光分析和x光探傷檢測(cè)；

j、精整形：對(duì)檢測(cè)之后的石膏型進(jìn)行精整形，保證其尺寸和外觀要求；

k、包裝入庫(kù)。

其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟c中，熟石膏粉制備具體如下：

按比例要求稱取原料生石膏粉，同時(shí)稱取輔料丁二酸鈉、磺基水楊酸和酒石酸鉀鈉等輔料，按水、輔料和生石膏粉的順序加入反應(yīng)釜；

攪拌2min～3min，升溫至125℃，開啟自動(dòng)保溫，保溫時(shí)間為4h±10min；

將蒸煮好的石膏漿料放入脫水桶內(nèi)，當(dāng)石膏漿料放至脫水桶一半時(shí)，開啟離心機(jī)進(jìn)行脫水，當(dāng)半干石膏料達(dá)到脫水桶上20mm～50mm時(shí)關(guān)閉反應(yīng)釜的卸料閥，繼續(xù)脫水5min～6min；

將脫水完后的石膏裝入干燥箱烤盤內(nèi)，烤盤內(nèi)的石膏堆放厚度控制在100mm～120mm，開始烘烤，烘烤過程中升溫至170℃±5℃，開啟自動(dòng)保溫，保溫時(shí)間為4h±10min，保溫時(shí)間結(jié)束后自然降溫；

當(dāng)干燥箱降溫至50℃以下時(shí)，取出石膏，用粉碎機(jī)粉碎成石膏粉，將石膏粉倒入塑料桶內(nèi)，加蓋密閉保存，備用。

其中一個(gè)實(shí)施例中，熟石膏粉制備過程中生石膏粉、丁二酸鈉、磺基水楊酸和酒石酸鉀鈉配比為兩種，其中一種為生石膏粉300kg、丁二酸鈉350g、磺基水楊酸25g和酒石酸鉀鈉25g，另一種為生石膏粉500kg、丁二酸鈉1000g、磺基水楊酸75g和酒石酸鉀鈉75g。

其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟c中，石膏混合料制備具體如下：

按比例稱取熟石膏粉、精制鋁釩土粉和精制莫來石砂，計(jì)量誤差≤0.5kg，按照熟石膏粉、精制鋁釩土粉和精制莫來石砂的順序倒入混料機(jī)內(nèi)，攪10min～15min；

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模組外形尺寸，選擇合適的砂箱，保證模組外緣距砂箱內(nèi)壁最小距離不小于20mm，模組最高點(diǎn)距砂箱頂部距離不小30mm；

取少量石膏混合料，加入適當(dāng)水，攪拌均勻，倒入砂箱，將模組固定在砂箱底部，按1：1的比例取原料和輔料，并按水、石膏混合料的順序加入大鋁盆，人工手調(diào)制成石膏漿料，調(diào)制時(shí)間為40s～60s；

將石膏漿料轉(zhuǎn)入真空灌漿機(jī)機(jī)械攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min～350r/min，攪拌時(shí)間60s～90s，使得真空灌漿機(jī)在30s內(nèi)真空度達(dá)到-0.06～-0.07mpa；

灌漿，灌漿結(jié)束后，將砂箱移出真空灌漿機(jī)外，靜置12h，用榔頭敲掉澆口杯和明冒口頂部的石膏，將松散的石膏清除干凈，露出臘面。

其中一個(gè)實(shí)施例中，石膏混合料制備過程中，精制莫來石砂顆粒大小為兩種，一種為16目～30目，另一種為30目～60目。

其中一個(gè)實(shí)施例中，石膏混合料制備過程中，各材料配比為：熟石膏粉250kg、精制鋁釩土粉250kg、16目～30目精制莫來石砂150kg和30目～60目精制莫來石砂175kg。

其中一個(gè)實(shí)施例中，石膏混合料制備過程中，材料配比中還可以包括石膏型鑄粉45kg。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、既適用形狀簡(jiǎn)單的鑄件的鑄造，也適合外形內(nèi)構(gòu)極為復(fù)雜精細(xì)、薄壁的異形、整體鑄件的鑄件；

2、既可鑄造尺寸和表面質(zhì)量要求不高的鑄件，也可鑄造尺寸和表面要求很高的鑄件；

3、既適合小型鑄件的鑄造，也適合大型鑄件的鑄造；

4、特別適合單個(gè)試驗(yàn)件，新產(chǎn)品的試制、老產(chǎn)品該型件及小批量生產(chǎn)件的鑄造，也適合中、大批量生產(chǎn)件的鑄造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明熟石膏粉制備原料和輔料比例圖；

圖2為本發(fā)明石膏混合料制備原料和輔料比例圖；

圖3為本發(fā)明焙燒溫度和時(shí)間曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1、圖2和圖3所示，一種差壓式鋁合金石膏型熔模精密鑄造方法，包括以下步驟：

步驟一、壓型：根據(jù)產(chǎn)品尺寸制作出蠟型模具，經(jīng)壓蠟取型，復(fù)映出零件的外形；

步驟二、裝型：將制作完成后的蠟型裝上澆注系統(tǒng)，裝型成為模組；

步驟三、石膏型制作：將原料和輔料按照比例混合制備出熟石膏粉，然后將熟石膏粉和輔料按照比例混合制備出石膏混合料，將制備好的石膏混合料裝入砂箱，制作出石膏型；

步驟四、焙燒：在焙燒爐底板上鋪好墊條，澆口杯朝下放置制作完成的石膏型按照焙燒溫度和焙燒時(shí)間的要求進(jìn)行焙燒，焙燒過程中砂箱之間預(yù)留足夠的間隙。

步驟五、真空澆注：將焙燒后的石膏型以至真空澆注罐，澆口杯對(duì)準(zhǔn)鋁液導(dǎo)流槽，抽真空至-0.02mpa～-0.09mpa時(shí)，開始澆注，當(dāng)鋁液升至澆口杯上緣時(shí)，開始加壓并同時(shí)補(bǔ)充鋁液，直至平澆口杯或澆包鋁液凝固為止，增壓壓力控制在0.40mpa～0.70mpa，保壓時(shí)間控制在600s～900s。

步驟六、清理：澆注完成后，靜置12小時(shí)以上，泡水進(jìn)行清理；

步驟七、整形：根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求，對(duì)清理后的石膏型進(jìn)行整形，保證其尺寸和外觀要求；

步驟八、熱處理：對(duì)整形后的石膏型進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為；

步驟九、檢測(cè)：對(duì)熱處理后的石膏型進(jìn)行理化分析、熒光分析和x光探傷檢測(cè)；

步驟十、精整形：對(duì)檢測(cè)之后的石膏型進(jìn)行精整形，保證其尺寸和外觀要求；

步驟十一、包裝入庫(kù)。

本實(shí)施例中，步驟三中，熟石膏粉制備具體如下：

按比例要求稱取原料生石膏粉，同時(shí)稱取輔料丁二酸鈉、磺基水楊酸和酒石酸鉀鈉等輔料，按水、輔料和生石膏粉的順序加入反應(yīng)釜；

攪拌2min～3min，升溫至125℃，開啟自動(dòng)保溫，保溫時(shí)間為4h±10min；

將蒸煮好的石膏漿料放入脫水桶內(nèi)，當(dāng)石膏漿料放至脫水桶一半時(shí)，開啟離心機(jī)進(jìn)行脫水，當(dāng)半干石膏料達(dá)到脫水桶上20mm～50mm時(shí)關(guān)閉反應(yīng)釜的卸料閥，繼續(xù)脫水5min～6min；

將脫水完后的石膏裝入干燥箱烤盤內(nèi)，烤盤內(nèi)的石膏堆放厚度控制在100mm～120mm，開始烘烤，烘烤過程中升溫至170℃±5℃，開啟自動(dòng)保溫，保溫時(shí)間為4h±10min，保溫時(shí)間結(jié)束后自然降溫；

當(dāng)干燥箱降溫至50℃以下時(shí)，取出石膏，用粉碎機(jī)粉碎成石膏粉，將石膏粉倒入塑料桶內(nèi)，加蓋密閉保存，備用。

本實(shí)施例中，熟石膏粉制備過程中生石膏粉、丁二酸鈉、磺基水楊酸和酒石酸鉀鈉配比為兩種，其中一種為生石膏粉300kg、丁二酸鈉350g、磺基水楊酸25g和酒石酸鉀鈉25g，另一種為生石膏粉500kg、丁二酸鈉1000g、磺基水楊酸75g和酒石酸鉀鈉75g。

本實(shí)施例中，步驟三中，石膏混合料制備具體如下：

按比例稱取熟石膏粉、精制鋁釩土粉和精制莫來石砂，計(jì)量誤差≤0.5kg，按照熟石膏粉、精制鋁釩土粉和精制莫來石砂的順序倒入混料機(jī)內(nèi)，攪10min～15min；

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模組外形尺寸，選擇合適的砂箱，保證模組外緣距砂箱內(nèi)壁最小距離不小于20mm，模組最高點(diǎn)距砂箱頂部距離不小30mm；

取少量石膏混合料，加入適當(dāng)水，攪拌均勻，倒入砂箱，將模組固定在砂箱底部，按1：1的比例取原料和輔料，并按水、石膏混合料的順序加入大鋁盆，人工手調(diào)制成石膏漿料，調(diào)制時(shí)間為40s～60s；

將石膏漿料轉(zhuǎn)入真空灌漿機(jī)機(jī)械攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min～350r/min，攪拌時(shí)間60s～90s，使得真空灌漿機(jī)在30s內(nèi)真空度達(dá)到-0.06～-0.07mpa；

灌漿，灌漿結(jié)束后，將砂箱移出真空灌漿機(jī)外，靜置12h，用榔頭敲掉澆口杯和明冒口頂部的石膏，將松散的石膏清除干凈，露出臘面。

本實(shí)施例中，石膏混合料制備過程中，精制莫來石砂顆粒大小為兩種，一種為16目～30目，另一種為30目～60目。

本實(shí)施例中，石膏混合料制備過程中，各材料配比為：熟石膏粉250kg、精制鋁釩土粉250kg、16目～30目精制莫來石砂150kg和30目～60目精制莫來石砂175kg。

本實(shí)施例中，石膏混合料制備過程中，材料配比中還可以包括石膏型鑄粉45kg。

本發(fā)明與砂型、陶瓷型、薄殼型等鑄造方法比較，石膏型精密鑄造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。鑄件精度高，表面質(zhì)量好，且成本低，使用設(shè)備少，能耗低，鑄件容易清理，無污染、勞動(dòng)強(qiáng)度低。

與陶瓷殼體熔模鑄造比較，由于是用是用石膏型取代了多層陶瓷殼體鑄型，除了省去了涂料干燥設(shè)備和工藝外，還使生產(chǎn)周期大為縮短，原材料費(fèi)用大為降低，因而綜合經(jīng)濟(jì)效益大為提高，而且沒有氨氣和硅酸乙酯散發(fā)出的有害氣體對(duì)人體的危害和對(duì)設(shè)備儀器的腐蝕。

可對(duì)鑄造外形內(nèi)構(gòu)極為復(fù)雜的整體鑄件，取代過去由多個(gè)機(jī)械加工件或鈑金沖壓件組成的零件（如有幾十個(gè)葉片的葉輪），不但大大地?cái)U(kuò)大了零部件設(shè)計(jì)的自由度，提高了產(chǎn)品的機(jī)械性能，氣密性能，縮小了體積，而且大大簡(jiǎn)化了加工工序，省去了大量的設(shè)備，縮短了加工周期，從而使成本大為降低；既可鑄造小型的精度要求不高的鑄件，也可鑄造大型的精度和表面光潔度很高的鑄件；石膏型的殘留強(qiáng)度低，清理鑄件容易且無灰塵。