专利名称：一种增强型模具石膏以及利用其制造石膏模的成形方法
技术领域：
本发明涉及一种增强型模具石膏，另外，本发明还涉及利用该增强型模具石膏制备石膏模的方法。
背景技术：
石膏型铸造是一种特种铸造工艺，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，开发了一种能显著提高其焙烧强度的增强型模具石膏，并且开发了一种利用该增强型模具石膏制备石膏模的方法。
发明内容
本发明的第一方面，提供了一种增强型模具石膏组合物，所述的石膏组合物的组分和含量分别为白水泥5-8Wt%，硅藻土 l-2Wt%，羧甲基壳聚糖l-3Wt%，油酸
，多聚磷酸钠0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。本发明的第二方面，提供了一种利用上述增强型模具石膏制备石膏模具的方法， 其包括以下步骤(1)将所述的增强型模具石膏组合物进行真空混合搅拌首先按照比例称量定量的石膏混合料和水，水固质量比为1 2-2 3;真空度 IO3-IO4Pa,搅拌速度200-500r/min，搅拌时间l_3min ；(2)石膏模具真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，真空度为3X IO3-SX IO3Pa ；灌浆时间为 30-90sec ；(3)石膏型烘干以及焙烧
石膏型经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为10_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60-100°C，烘干时间60-120min ；焙烧温度200-280°C，焙烧时间120-200min。本发明相对于现有技术的优点(1)本发明所述的增强型模具石膏与普通的模具石膏相比，300度烧结后的抗弯强度提高了 20-30%，克服了现有技术中普通的模具石膏抗弯强度低的弱点。(2)本发明所述的增强型模具石膏制备石膏模具的方法可以用于间接制备金属模具的石膏模具，利用该石膏模具制备金属模具可以实现周期短、成本低、精度高的效果；并且适合于制造出形状复杂、表面花纹细腻，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增强型樽具石膏配比白水泥8wt%，硅藻土 2wt%，羧甲基壳聚糖3wt%，油酸Mwt %，多聚磷酸钠 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合搅拌按照2 1的比例称量上述增强型模具石膏的组合物和水；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300r/min，搅拌时间为^iin ；(2)石膏型真空造型浆料沿着预先准备的母模的边缘从下而上充满型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌浆时间为 30sec ；(3)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100°C，烘干时间为60min，焙烧温度为 250°C，焙烧时间 150min。实施例2增强型模具石膏配比白水泥8wt%，硅藻土 2wt%，羧甲基壳聚糖Iwt %，油酸2wt%，多聚磷酸钠 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合搅拌按照2 1的比例称量上述增强型模具石膏的组合物和水；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300r/min，搅拌时间为^iin ；(2)石膏型真空造型浆料沿着预先准备的母模的边缘从下而上充满型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌浆时间为 30sec ；(3)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lOOmin，焙烧温度为 200°C，焙烧时间 200min。实施例3增强型樽具石膏配比白水泥5wt%，硅藻土 lwt%，羧甲基壳聚糖3wt%，油酸Mwt %，多聚磷酸钠 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合搅拌按照3 2的比例称量上述增强型模具石膏的组合物和水；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 ；(2)石膏型真空造型浆料沿着预先准备的母模的边缘从下而上充满型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌浆时间为 30sec ；(3)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30°C的空气中干燥硬化15h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60°C，烘干时间为120min，焙烧温度为 280°C，焙烧时间 120min。实施例4白水泥5-8wt%，硅藻土 l_2wt%，羧甲基壳聚糖l_3wt%，油酸，多聚磷酸钠0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。增强型模具石膏配比白水泥5wt%，硅藻土 lwt%，羧甲基壳聚糖lwt%，油酸2wt%，多聚磷酸钠 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合搅拌按照3 2的比例称量上述增强型模具石膏的组合物和水；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 ；(2)石膏型真空造型浆料沿着预先准备的母模的边缘从下而上充满型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌浆时间为 30sec ；(3)石膏型烘干以及焙烧灌浆后的石膏型，经过20min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为30°C的空气中干燥硬化15h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60°C，烘干时间为120min，焙烧温度为 280°C，焙烧时间 120min。实施例5增强型模具石膏配比
白水泥6wt%，硅藻土 1.5wt%，羧甲基壳聚糖2wt%，油酸3wt%，多聚磷酸钠0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合搅拌按照2 1的比例称量上述增强型模具石膏的组合物和水；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 ；(2)石膏型真空造型浆料沿着预先准备的母模的边缘从下而上充满型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌浆时间为 30sec ；(3)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30°C的空气中干燥硬化15h，其后进行烘干和焙烧，烘干温度为60°C，烘干时间为120min，焙烧温度为 280°C，焙烧时间 120min。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-A5石膏型的性能参数。
权利要求
1.一种增强型模具石膏组合物，所述的石膏组合物的组分和含量分别为白水泥5-8wt%，硅藻土 l_2wt%，羧甲基壳聚糖l-3wt%，油酸2-#t%，多聚磷酸钠 0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。
2.一种利用权利要求1所述的增强型模具石膏制备石膏模具的方法，其包括以下步骤(1)将所述的增强型模具石膏组合物进行真空混合搅拌首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；真空度IO3-IO4Pa,搅拌速度200-500r/ min，搅拌时间:l-3min ；(2)石膏模具真空造型浆料沿着母模的边缘从下而上充满型腔，真空度为3X IO3-SX IO3Pa;灌浆时间为 30-90sec ；(3)石膏型烘干以及焙烧石膏型经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为10_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60-100°C，烘干时间60-120min ；焙烧温度 200-280°C，焙烧时间120-200min。
3.权利要求2所述的方法，其特征在于所述的水固质量比为1 2 2 3。
4.权利要求3所述的方法，其特征在于所述的水固质量比为1 2。
5.一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白水泥5-8wt%，硅藻土 l_2wt%，羧甲基壳聚糖l-3wt%，油酸，多聚磷酸钠0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。水固质量比为1 2 2 3 ；(2)将配好的石膏料真空混合搅拌首先按照比例称量定量的石膏混合料和水；真空度IO3-IO4Pa,搅拌速度200-500r/ min，搅拌时间:l-3min ；(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，真空度为3X IO3-SX IO3Pa;灌浆时间为 30-90sec ；(4)石膏型烘干以及焙烧石膏型经过15-30min的静置后起模，脱模后石膏型在温度为10_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60-100°C，烘干时间60-120min ；焙烧温度 200-280°C，焙烧时间120-200min。
全文摘要
本发明提供了一种增强型模具石膏组合物，所述的石膏组合物的组分和含量分别为白水泥5-8wt％，硅藻土1-2wt％，羧甲基壳聚糖1-3wt％，油酸2-4wt％，多聚磷酸钠0.02-0.06wt％和余量的半水石膏。本发明所述的增强型模具石膏与普通的模具石膏相比，300℃烧结后的抗弯强度提高了20-30％，克服了现有技术中普通的模具石膏抗弯强度低的弱点。利用该增强型模具石膏组合物制造的石膏模具适合于制造出形状复杂、表面花纹细腻，精度要求高的金属模具。
文档编号C04B28/14GK102351490SQ201110150360
公开日2012年2月15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