专利名称：一种石膏制模的成形方法
技术领域：
本发明涉及一种石膏制模的成形方法，更具体的说，涉及一种石膏制模的快速成形方法。
背景技术：
石膏型铸造是一种特征铸造工艺，其是指将金属熔液浇铸到以石膏为基料制成的铸型内的一种铸造方法。其具有可以铸造表面精度高、形状复杂的有色金属铸件，浇注后容易清理等优点，常用于有色金属的模具制造，采用翻模获得石膏型的方法主要缺点是工艺过程复杂，需要制母模、翻制硅胶模，浇灌石膏型，获得石膏型后再浇注金属铸件，且在翻模过程中存在精度损失。石膏型以石膏混合料的浆体灌浆成型，浆体的流动性很好，且又在真空下充填，其成型性能优良。浆料在凝结过程中又有轻微的膨胀，复模性能优异，铸型精确、光洁，优势是非常明显的。传统模具的制造方法有很多，例如，数控铣加工、电火花加工、线切割加工、电解加工、电铸加工、压力加工和蚀刻技术等。但是由于这些技术复杂、耗时长、并且费用高进而影响了新产品的开发进度。而传统的快速模具由于工艺粗糙、精度低、寿命短，很难完全满足用户的要求，而且传统的快速模具也很难达到快速的要求。因此，应用RP技术制造快速模具，在最终生产模具开模之前进行产品的试验和小批量生产，可以有效地节约开发时间和费用。本申请的发明人在引入RP技术的基础上，通过对石膏型的材料配方的改进，开发了一种石膏制模的快速成形方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，开发了一种石膏制模的快速成形方法。本发明采取的技术方案是一种石膏制模的快速成形方法，其包括以下步骤(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；(3)石膏型真空造型；(4)石膏型烘干以及焙烧；其特征在于在步骤(3)中，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔。优选的，石膏混合料的配比白水泥7-lOwt %，硅藻土，l-3wt %，纯碱 0. 05-0. 15wt%，余量为半水石膏；水固比为45wt% -60wt%o优选的，石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至IO3-IO4Pa,搅拌速度为200-500r/min，搅拌时间为l_3min。优选的，步骤(3)的具体流程为开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为 3X 103-9X 103Pa ；灌浆时间为 30_90sec。优选的，步骤的具体流程为灌浆后的石膏型，经过15-30min的静置后起模， 脱模后石膏型在温度为20-30°C的空气中干燥硬化15-20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80°C，焙烧温度为200-280°C，焙烧时间100_200min。更具体的，本发明要求保护一种石膏制模的快速成形方法，其包括以下步骤(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；石膏混合料的配比白水泥7_10wt%，硅藻土，l_3wt%，纯碱0.05-0. 15wt%，余量为半水石膏；水固比为45wt% -60wt% ；(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至IO3-IO4Pa,搅拌速度为200-500r/min，搅拌时间为 l_3min ；(3)石膏型真空造型；开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为3X 103-9X 103Pa;灌浆时间为 30-90sec ；(4)石膏型烘干以及焙烧；灌浆后的石膏型，经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为20_30°C 的空气中干燥硬化15_20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80°C，焙烧温度为 200-280°C，焙烧时间100-200min。本发明相对于现有技术的优点(1)本发明的石膏原料中添加有少量的纯碱，经过对比实验发现加入纯碱后石膏型的2小时的抗弯取强度从4. 87MPa提高到6. 25MPa。(2)本发明的石膏原料中添加有少量的纯碱，经过对比实验发现加入纯碱后石膏型300度焙烧2小时后的抗弯取强度从1. 87MPa提高到3. 55MPa ；并且表面无裂纹倾向产生。(3)本发明所述的方法可以实现周期短、成本低、精度高，利用石膏模具可以快速制造相应的所需要的金属模具，因而本申请所记载的发明具有广阔的应用前景和市场前
旦
ο(4)通过该方法制造的石膏型模具，适合于制造出形状复杂、表面花纹细腻，并且精度要求高的金属模具。
具体实施例以下将通过具体实施例对本发明的技术方案做出进一步的说明。申请人需要强调的是，以下实施例仅仅是为了详细说明发明的内容的需要，而不能认为是对本发明的限制。本发明要求保护的范围，以权利要求书所限定的技术方案为准。实施例1(1)石膏料配比白水泥7wt%，硅藻土，，纯碱0. 05wt%，余量为半水石膏；水固比为45wt%;(2)真空混合搅拌按照20 9的比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；将石膏混合料倒入搅拌室的水中，密封搅拌室， 开启真空系统，快速抽真空至5 X IO3Pa,搅拌速度为200r/min，搅拌时间为^iin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为30sec ；(4)石膏型烘干以及焙饶灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为80°C，烘干时间为60-120min，焙烧温度为230°C，焙烧时间150min。实施例2(1)石膏料配比白水泥7wt%，硅藻土，3wt%，纯碱0. 15wt%，余量为半水石膏；水固比为50wt% ；(2)真空混合搅拌按照2 1的比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；将石膏混合料倒入搅拌室的水中，密封搅拌室， 开启真空系统，快速抽真空至4X IO3Pa,搅拌速度为400r/min，搅拌时间为^iin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为4 X IO3Pa ；灌浆时间为50sec ；(4)石膏型烘干以及焙烧灌浆后的石膏型，经过30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为70°C，焙烧温度为250°C，焙烧时间 120mino实施例3(1)石膏料配比白水泥IOwt %，硅藻土，3wt%，纯碱0. 15wt%，余量为半水石膏；水固比为 50wt% ；(2)真空混合搅拌按照2 1的比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；将石膏混合料倒入搅拌室的水中，密封搅拌室， 开启真空系统，快速抽真空至6 X IO3Pa,搅拌速度为400r/min，搅拌时间为^iin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆
5室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为45sec ；(4)石膏型烘干以及焙饶灌浆后的石膏型，经过20min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60°C，烘干时间为lOOmin，焙烧温度为 250°C，焙烧时间 120min。实施例4(1)石膏料配比白水泥10wt%，硅藻土，lwt%，纯碱0.05wt%，余量为半水石膏；水固比为 55wt% ；(2)真空混合搅拌按照20 11的比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；将石膏混合料倒入搅拌室的水中，密封搅拌室， 开启真空系统，快速抽真空至5 X IO3Pa,搅拌速度为400r/min，搅拌时间为^iin ；(3)石膏型真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为5 X IO3Pa ；灌浆时间为45sec ；(4)石膏型烘干以及焙饶灌浆后的石膏型，经过20min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为25°C的空气中干燥硬化20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为70°C，烘干时间为lOOmin，焙烧温度为 280°C，焙烧时间 lOOmin。实施例1-5制备所得的石膏型分别标记为A1-A5，它们的性能列在表1中。表1 A1-A4石膏型的性能参数。
权利要求
1.一种石膏制模的快速成形方法，其包括以下步骤(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；(3)石膏型真空造型；(4)石膏型烘干以及焙烧；其特征在于在步骤(3)中，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔。
2.权利要求1所述的快速成形方法，石膏混合料的配比白水泥7-10wt%，硅藻土， l-3wt%，纯碱0. 05-0. 15wt%，余量为半水石膏；水固比为45wt% -60wt%o
3.权利要求1所述的快速成形方法，石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至IO3-IO4Pa,搅拌速度为 200-500r/min，搅拌时间为 l_3min。
4.权利要求1所述的快速成形方法，步骤(3)的具体流程为开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为3X 103-9X 103Pa ；灌浆时间为30-90seC。
5.权利要求1所述的快速成形方法，步骤的具体流程为灌浆后的石膏型，经过 15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为20_30°C的空气中干燥硬化15_20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80°C，焙烧温度为200-280°C，焙烧时间100-200min。
6.一种石膏制模的快速成形方法，其包括以下步骤(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；石膏混合料的配比白水泥7-lOwt %，硅藻土，l-3wt %，纯碱0. 05-0. 15wt %，余量为半水石膏；水固比为45wt% -60wt% ；(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；石膏混合料真空搅拌工艺过程为，首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；把水注入到搅拌室中，开始搅动；然后将石膏混合料倒入搅拌室的水中，将搅拌室密封，开启真空系统，快速抽真空至IO3-IO4Pa,搅拌速度为200-500r/min，搅拌时间为 l_3min ；(3)石膏型真空造型；开启搅拌室与灌浆室之间的阀门，开始灌浆，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，灌浆结束时，立即打开灌浆室；其中灌浆室的真空度为3X 103-9X 103Pa;灌浆时间为 30-90sec ；(4)石膏型烘干以及焙烧；灌浆后的石膏型，经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为20-30°C的空气中干燥硬化15_20h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60-80°C，焙烧温度为200-280°C， 焙烧时间100-200min。
全文摘要
本发明提供了一种石膏制模的快速成形方法，其包括以下步骤(1)根据精密铸造工艺要求进行石膏料配比；(2)将配好的石膏料真空混合搅拌；(3)石膏型真空造型；(4)石膏型烘干以及焙烧并且在步骤(3)中，浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔。本发明所述的方法可以实现周期短、成本低、精度高，利用石膏模具可以快速制造相应的所需要的金属模具，因而本申请所记载的发明具有广阔的应用前景和市场前景。
文档编号B22C9/03GK102248123SQ20111015036
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者郑霞 申请人:昆山市瑞捷精密模具有限公司