石膏型鑄造-添加劑

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫銅合金鑄件鑄造技術(shù)課程教案石膏型鑄造-添加劑制作人：劉振華陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院石膏型鑄造添加劑一、前言石膏中加入耐火填料能明顯減小石膏型在高溫焙燒時的收縮，增加抗裂紋能力，改善熱傳導(dǎo)性。但是只加入耐火填料還不能滿足石膏型的性能要求。如石膏型混合料在焙燒后的殘留強度較低，凝結(jié)時間不合適，清理時石膏型的潰散性較差，線膨脹率變化不夠理想等。圖1 石膏漿料的性能為解決上述問題，必須在石膏漿料中再加入一些無機物、有機物，對石膏混合料進行改性。我們將除耐火填料以外的各種添加物均稱為添加劑。 加入不同添加劑可以改善石膏漿料及鑄型的流動性、凝結(jié)時間、透氣性、強度、線膨脹

2、率、導(dǎo)熱性等綜合性能，獲得符合石膏型精密鑄造綜合性能要求的石膏漿料。 加入添加劑不僅對石膏的性能發(fā)生影響，同時對漿料中的填料也有影響。如石膏型在高溫焙燒過程中，添加劑與填料、石膏等發(fā)生物理化學(xué)變化，促成組織及性能的明顯改變。 圖2 添加劑應(yīng)滿足的條件二、添加劑的分類添加劑對石膏漿料有多種作用，如增加強度，調(diào)節(jié)膠凝時間，改善潰散性，減小限量變化等。有時為了滿足石膏型的特殊性能要求，可同時加入幾種添加劑。 添加劑的種類很多，按照化學(xué)性質(zhì)不同，分為有酸、堿、鹽、氧化物、復(fù)雜化合物等各種物質(zhì)。如：硫酸鹽（Na2SO4、K2SO4、ZnSO4等）、硅溶膠、琥珀酸鈉、鹵化鹽等。 按照添加劑的作用不同，可將

3、其分為改性劑、緩凝劑、促凝劑、增強劑、透氣劑、發(fā)泡劑、消泡劑、增強石膏型導(dǎo)熱性的材料等。 填料在漿體中的彌散性差，石膏與填料之間拌和不易均勻，填料的懸浮性差易產(chǎn)生比重偏析，這些均會影響石膏型組織和性能的一致性。 三、添加劑的作用（1）改性劑 改性劑是指能顯著改善石膏膠凝膨脹和隨后干燥收縮性能的物質(zhì)，如硫酸鉀、氯化鋇、氧化鈣、水泥、石棉等，一般用量較少。改性劑一般都使石膏的膠凝膨脹量降低。制備石膏漿時，用水量的增加和加入水溫度的升高都可降低石膏的膠凝膨脹率。 （2）增強劑 為提高石膏型的強度，可在漿料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%2%的直徑為幾十微米，長度為13mm的玻璃纖維、陶瓷纖維或碳纖維等耐火纖維材料

4、。它們還可抑制石膏在凝膠、干燥時膨脹和收縮。而且也對石膏的膠凝時間有影響，在發(fā)泡石膏制備時會阻礙氣泡的生成。（3）緩凝劑和促凝劑 碳酸鈉、檸檬酸鈉、硼砂、骨膠、硅溶膠、淀粉、酒精等都能延緩石膏漿料的膠凝速度，稱為緩凝劑。溫水、氧化鎂、食鹽、硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鋁能促進膠凝速度，稱為促凝劑。其中硫酸鹽可成為石膏（CaSO4）的形核劑。它們的用量應(yīng)控制在不損害鑄型強度和型腔尺寸精度的范圍內(nèi)。使用食鹽、硫酸鹽時應(yīng)注意，它們在干燥石膏型時會遷移到鑄型表面，使表面粉化或產(chǎn)生硬點，破壞鑄型表面質(zhì)量。在配制漿料時，應(yīng)注意水的硬度，因硬水中含有這些鹽類，也會影響石膏漿的膠凝速度。 （4）透氣劑 為提高石膏型的透氣性，可在石膏漿中加長纖維滑石、木素粉。也可在石膏漿中加酒石酸、金屬鎂粉、碳酸鈣等，它們能在石膏型成形過程中產(chǎn)生氣體，形成氣泡，使石膏型的透氣性提高。硅藻土也可提高石膏型的透氣性。 （5）提高鑄型導(dǎo)熱性的材料石膏的熱導(dǎo)率很低，只有0.22W/(mK)，會降低鑄件的力學(xué)性能。為改善石膏型的導(dǎo)熱性，可在石膏中加入鐵粉。當(dāng)石膏型的成分組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為石膏95%+鐵粉5%時，其熱導(dǎo)率可提高1倍多，達0.46W/(mK)。石膏型中混合硅砂，也可提高其熱導(dǎo)率。（6）發(fā)泡劑和消泡劑在石膏漿料中加入表面活性劑，如烷基磺酸