石膏型铸造(课堂PPT)
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石膏型铸造讲义
特种铸造讲义
石膏型铸造讲义
1
主要内容 概述 1、制石膏型用材料及其组成 2、石膏型精铸工艺
2
概述
1、工艺过程 石膏型精密铸造是20世纪70年代发展起来的一
种精密铸造新技术，其典型工艺过程见图0-1。 它是将熔模组装，并固定在专供灌浆用的砂箱
平板上，在真空下把石膏浆料灌入，待浆料凝结后 经干燥即可脱除熔模，再经烘干、焙烧成为石膏型， 在真空下浇注获得铸件。
3
概述
2、工艺特点
（1） 石膏浆料的流动性很好，又在真空下灌注成型， 其充型性优良，复模性优异，型精确、光洁。该工艺不 像一般熔模精密铸造受到涂挂工艺的限制，可灌注大型 复杂铸件用型。
（2） 石膏型的热导率很低，充型时合金液流动保持 时间长，适宜生产薄壁复杂件。
但铸型激冷作用差，组织粗大，当铸件壁厚差异大 时，厚大处容易出现缩松、缩孔等缺陷。
1.3
0.2
2.1-2.2 0.5 X10-6
3.25 3.1-4.3 X10-6 1.5
0.65
3.08-
5.3 X10-6
2.3
3.4
0.80
3.15
3.2-3.4 5.0 X10-6 2.6
4.6
0.85
3.95-
8.4 X10-6
2.0
3.5
0.65
4.02
5.73 7.2-10 X10-6
除石膏种类外，影响石膏强度的因素还有石膏的 细度、水固比、水温、搅拌时间等。
6
第一节 制石膏型用材料及其组成 2. 填料
为使石膏型具有良好的强度，减小其收缩和裂纹 倾向，需要在石膏中加入填料。
填料应有合适的熔点、耐火度，良好的化学稳定 性、合适的线膨胀率、发气量少，吸湿性小等性能， 常用作填料的材料及其性能见表1－1。
石膏型铸造讲义
1
主要内容 概述 1、制石膏型用材料及其组成 2、石膏型精铸工艺
2
概述
1、工艺过程 石膏型精密铸造是20世纪70年代发展起来的一
种精密铸造新技术，其典型工艺过程见图0-1。 它是将熔模组装，并固定在专供灌浆用的砂箱
平板上，在真空下把石膏浆料灌入，待浆料凝结后 经干燥即可脱除熔模，再经烘干、焙烧成为石膏型， 在真空下浇注获得铸件。
3
概述
2、工艺特点
（1） 石膏浆料的流动性很好，又在真空下灌注成型， 其充型性优良，复模性优异，型精确、光洁。该工艺不 像一般熔模精密铸造受到涂挂工艺的限制，可灌注大型 复杂铸件用型。
（2） 石膏型的热导率很低，充型时合金液流动保持 时间长，适宜生产薄壁复杂件。
但铸型激冷作用差，组织粗大，当铸件壁厚差异大 时，厚大处容易出现缩松、缩孔等缺陷。
1.3
0.2
2.1-2.2 0.5 X10-6
3.25 3.1-4.3 X10-6 1.5
0.65
3.08-
5.3 X10-6
2.3
3.4
0.80
3.15
3.2-3.4 5.0 X10-6 2.6
4.6
0.85
3.95-
8.4 X10-6
2.0
3.5
0.65
4.02
5.73 7.2-10 X10-6
除石膏种类外，影响石膏强度的因素还有石膏的 细度、水固比、水温、搅拌时间等。
6
第一节 制石膏型用材料及其组成 2. 填料
为使石膏型具有良好的强度，减小其收缩和裂纹 倾向，需要在石膏中加入填料。
填料应有合适的熔点、耐火度，良好的化学稳定 性、合适的线膨胀率、发气量少，吸湿性小等性能， 常用作填料的材料及其性能见表1－1。
《陶瓷作品素材》课件——陶瓷石膏浇铸
陶陶瓷瓷设石计膏浇与铸制作
2021年3月26日
一、石膏浇铸介绍
石膏浇铸（也称注浆成型）是将制备 好的泥浆注入多孔模型（石膏模）内，贴 近模壁的一层泥浆中的水分被模具（如石 膏）吸收后便形成了一定厚度的均匀泥层； 将余浆倒出后，泥坯因脱水收缩而与模型 脱离开来形成毛坯。从广义来说，凡是坯 料具有一定液态流动性，注入模型中凝固 成型的成型方法都可称为注浆成型法。
陶瓷 咖啡 杯绘 制训 练
作业要求：
1.绘制石膏浇铸工艺流程图1张。
2.工艺流程正确。
3.线条清晰明了。
4.画面整洁，题写姓名。
5.把自己完成的作饰计—茶与杯制制作作
泥浆泥浆注入石膏模，石膏模吸水形成薄泥层。 动力：石膏模的毛细管力。毛细管越细，水的表面张力越大，脱水推动力越大。 阻力：石膏模和坯体。 薄泥层的形成：石膏模—颗粒间；颗粒吸附于石膏模，形成薄泥层。
四、注浆成型方法
1. 普通注浆成型 空心注浆(单面注浆)
空心注浆对泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较好。 空心注浆多用于浇注杯、壶、水箱等类产品的坯体。
四、注浆成型方法
1. 普通注浆成型 实心注浆(双面注浆)
空心注浆对泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较好。 空心注浆多用于浇注杯、壶、水箱等类产品的坯体。
四、注浆成型方法
2. 强化注浆 压力注浆：用加大泥浆压力的方法加速水分扩散，从而加快吸浆速度。 真空注浆：用真空装置在石膏模外抽真空，或将石膏模放入真空室内。 离心注浆：使模型在旋转情况下注浆，泥浆受离心力左右紧靠模壁面成致密的坯体。
一、石膏浇铸介绍
注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁 薄及大型厚胎的制品。
2021年3月26日
一、石膏浇铸介绍
石膏浇铸（也称注浆成型）是将制备 好的泥浆注入多孔模型（石膏模）内，贴 近模壁的一层泥浆中的水分被模具（如石 膏）吸收后便形成了一定厚度的均匀泥层； 将余浆倒出后，泥坯因脱水收缩而与模型 脱离开来形成毛坯。从广义来说，凡是坯 料具有一定液态流动性，注入模型中凝固 成型的成型方法都可称为注浆成型法。
陶瓷 咖啡 杯绘 制训 练
作业要求：
1.绘制石膏浇铸工艺流程图1张。
2.工艺流程正确。
3.线条清晰明了。
4.画面整洁，题写姓名。
5.把自己完成的作饰计—茶与杯制制作作
泥浆泥浆注入石膏模，石膏模吸水形成薄泥层。 动力：石膏模的毛细管力。毛细管越细，水的表面张力越大，脱水推动力越大。 阻力：石膏模和坯体。 薄泥层的形成：石膏模—颗粒间；颗粒吸附于石膏模，形成薄泥层。
四、注浆成型方法
1. 普通注浆成型 空心注浆(单面注浆)
空心注浆对泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较好。 空心注浆多用于浇注杯、壶、水箱等类产品的坯体。
四、注浆成型方法
1. 普通注浆成型 实心注浆(双面注浆)
空心注浆对泥浆性能要求：比重小，稳定性好，触变性较小，细度较好。 空心注浆多用于浇注杯、壶、水箱等类产品的坯体。
四、注浆成型方法
2. 强化注浆 压力注浆：用加大泥浆压力的方法加速水分扩散，从而加快吸浆速度。 真空注浆：用真空装置在石膏模外抽真空，或将石膏模放入真空室内。 离心注浆：使模型在旋转情况下注浆，泥浆受离心力左右紧靠模壁面成致密的坯体。
一、石膏浇铸介绍
注浆成型工艺简单，适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁 薄及大型厚胎的制品。
铸造培训PPT课件课件
态度，不断提升自己的专业技能和创新能力，以适应行业发展的需求。
02
关注行业动态与发展趋势
个人需要关注铸造行业的最新动态和发展趋势，了解新技术、新工艺和
新材料的应用情况，以便及时调整自己的职业规划和发展方向。
03
培养跨学科综合能力
未来铸造行业将更加注重跨学科综合能力的培养，个人需要注重学习机
械、材料、计算机等相关学科知识，提高自己的综合素质和竞争力。
03
铸造工艺与操作
熔炼工艺与操作
01
02
03
04
熔炼设备选择
根据生产需求选择适当的熔炼 设备，如电弧炉、感应电炉等
。
熔炼材料准备
准备好所需金属原料、熔剂、 燃料等，并进行预处理。
熔炼过程控制
控制熔炼温度、时间、气氛等 参数，确保金属液质量。
熔炼安全操作
遵守安全操作规程，注意防火 、防爆、防烫伤等。
绿色环保与可持续发展
环保意识的提高将促使铸造行业朝着更加绿色环保的方向 发展，采用低污染、低能耗的生产工艺和材料，推动行业 可持续发展。
个性化定制与柔性生产
市场需求的多样化将促使铸造企业向个性化定制和柔性生 产方向转型，以满足客户多样化的需求。
对个人职业发展的建议和思考
01
持续学习与创新
随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，个人需要保持持续学习的
铸造培训ppt课件
contents
目录
• 铸造基础知识 • 铸造设备与工具 • 铸造工艺与操作 • 铸造缺陷分析与防止措施 • 铸造安全与环保要求 • 总结与展望
01
铸造基础知识
铸造定义与分类
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金 属材料，并将其倒入模具中冷却 凝固，从而获得所需形状和性能 的工件的制造方法。
第2章石膏型精密铸造1
硬脂酸 60～40 60～40
松香 30～20 30～20
石蜡 5～20 5～20
褐煤蜡 5～20 5～20
EVA 1～5 1～5
聚苯乙烯 —
10～30
表2-2 48#及48T#的某些性能
性能 滴点 软化点 线收 缩率
模料 (℃) (℃) (%)
抗弯 强度 (MPa)
热稳定 性40℃ /2h (mm)
4、石膏型透气性极差，要合理设置浇注系统及 排气系统，防止浇不足、气孔等缺陷。
5、石膏型的耐火度低，故适于生产铝、锌、铜、 金和银等合金的精密复杂铸件。
2.1.3应用范围 石膏型精密铸造适于生产精密铸件，特别适宜 生产大型复杂薄壁铝合金铸件。 该法已被广泛用于航空、宇航、兵器、电子、 船舶、仪器、计算机等行业的零件制造中，也常 用于艺术品铸造中。
典型铸件
波音767飞机 燃油增压泵壳体 材质：365铝合金
（美国牌号） 重量：63kg
雷达用波导管 材质：铝合金 铸件要求： 内通道精度要求高， 表面粗糙度：
Ra =1.6 μm。
叶轮 材质：铝合金 尺寸：外径尺寸
25～900mm， 最小壁厚0.5mm 铸件要求： 表面粗糙度： Ra=1.6～3.2μm。
镁合金
1.2
1.6
锰黄铜 1.8～2.0 2.0～2.3
石膏型精密铸件的综合收缩率A可按下式计算：
A% (a c d)%
三、铸造斜度 石膏型精密铸件的铸造斜度可参考熔模铸造斜 度。
2.2.3浇注系统及冒口设计 石膏型精密铸件浇注系统及冒口设计可参考熔
模铸造或砂型铸造。应注意以下几点： 1、石膏导热性差，金属液保持流动时间长， 故浇注系统截面积尺寸可比砂型铸造减少 20%左右。
石膏型铸型制备.
课题名称石膏型铸型制备课次授课日期授课班级授课地点教学目的与要求知识目标：1．熟悉拔模石膏型铸型制备工艺；2．掌握工具、设备使用方法；3．熟悉铸型质量检验标准。
能力目标：能够完成叶轮铸件拔模石膏型铸型制备。
素质目标：1．分析问题解决问题的能力；2．容忍、团队协作精神；3．科学思维、认真敬业。
重点难点及解决方法重点：1．拔模石膏型铸型制备工艺；2．工具、设备使用方法。
难点：1．工具、设备使用方法；2．铸型质量检验。
教学设计（方法、教具、手段、内容）方法：讲授、实操教具：铜合金铸件手段：多媒体内容：一、任务布置二、生产准备三、铸型制备四、铸型检验课外作业影响叶轮铸件铸型质量的主要原因？授课内容授课时间叶轮铸件石膏型铸型制备一、任务布置二、生产准备三、铸型制备四、铸型检验5min 35min 140min 20min授课内容备注叶轮铸件石膏型铸型制备一、任务布置根据制定的工作计划，完成叶轮铸件石膏型铸型制备。
二、生产准备1．螺旋桨式搅拌机作用：搅拌配制好的浆料。
要求：螺旋桨的使用转速为200～500r/min。
2．压缩空气喷枪作用：将模样从铸型中吹出。
要求：吹入0.2～0.5MPa的压缩空气。
3．焙烧炉作用：对石膏型铸型进行烘干、焙烧。
要求：100℃（保温3h）→l50℃（保温5h）→250℃（保温20h）三、铸型制备1．按学号顺序分成6个小组；2．要求每组完成2个铸型制备；3．按照计划方案实施操作；4．注意操作安全。
四、铸型检验。
铸造工艺培训教材(PPT 42张)
第 4章
• 1．手工造芯 • 手工将芯砂填入芯盒，经紧实修整后制成型芯。形状简单、高度不 大的型芯用整体式芯盒；回转体及形状对称的型芯用对开式芯盒； 形状复杂的大、中型型芯采用拆开式芯盒。 • 2．机器造芯 • 机器造芯用于成批、大量生产的型芯，常用方法有振压式造芯和射 芯法。
4 浇注系统。金属液进入铸型型腔时所经过的一 系列彼此相连的通道称为浇注系统。完整的浇注 系统包括外浇口、直浇道、横浇道和内浇道，如 图4.4所示。 （1）外浇口。金属液的直接注入处。作用是减 轻液流对铸型的直接冲击，阻拦熔渣流入直浇道。 （2）直浇道。外浇口下一段圆锥形垂直通道。 作用是使金属液产生一定静压力，改善铸型的填 充性。 （3）横浇道。将金属液引入内浇道的水平通道。 作用是挡渣，并向内浇道分配液流。
第 4章
图4.5 金属型的结构
金属型铸造时应采取以下一些工艺措施： （1）金属型腔要涂0.2～1.0mm厚的耐火衬料与表面涂料。 （2）喷刷涂料和浇注前金属型要预热，以使铸件冷却速度降低。 （3）掌握好铸件出型温度和出型时间，防铸件产生裂纹和白口，提 高生产率。 4.2.2 熔模铸造 熔模铸造是用易熔材料制成模型，在模型上涂若干层耐火涂料，经干 燥硬化后，再将模型熔失，获得无分型面的型壳，将金属液浇入型壳 中，冷凝后即成铸件。
第 4章
• 2 造型 • 制造铸型的工艺过程称为造型，造型分手工造型和机器造型两大类。 • （1）手工造型。手工造型时紧砂和起模用手工完成，操作灵活，适 应性强，模样成本低，但铸件质量较差，生产率低，劳动强度大，主 要用于单件、小批生产。 • （2）机器造型。机器造型是用模板和砂箱在专门的造型机上进行造 型。它使填砂、紧砂和起模等操作实现机械化。其生产率高，铸型质 量好，改善了工人劳动条件，适于大批生产。 • 3 造芯 • 当铸件有内腔时，一般需制作型芯。型芯用芯盒制成，芯盒结构有整 体式、对开式和拆开式三种，如图4.3所示。造芯方法也分手工造芯 和机器造芯两种。
第七章 石膏型铸造分解
要求和石膏原材料性能来决定。有关手册
列出了比较常用的混合浆料的配比，可供
参考。
• （2）石膏混合浆体的搅拌、灌注
• 石膏混合料吸附大量的气体，在浆料搅拌时又 会卷入大量的气，致使浆料中有大量的气泡，影响石 膏型腔表面的质量。除发泡石膏型希望有大量孔洞可 以在大气下搅拌及灌注外，普通石膏型浆料应该在真
7.2.3 石膏型应用实例
图9-6是铝合金轮胎样件模具的石膏型
铸造实例。该样件从三维实体造型，制造
LOM原型（图9-6a）、硅橡胶模（图9-
6b）、石膏型（图9-6c）到将烘干及焙烧
完毕的石膏型温度降低至180℃，浇注铝合
凝结时间 ／min 初凝 终凝 8～ 12～ 10 18 7～ 5～7 12 粒度 0.075mm （200目筛 余1％）
石膏类 型
抗压强度 ／MPa
标准稠 度混水 量／％
α
β
15
8
40
50
5
5
• （2）填料 • 单纯使用α型石膏并不能用于铸型制 作，须加入耐火材料的填料。其主要目的 是减小石膏型的线收缩和裂纹倾向。常用 填料的种类较多，其中以SiO2-Al2O3系材 料应用较广泛。各种填料对石膏型性能的
锆 英 粉
不 裂
石 英 玻 璃 不 裂
300℃ 空冷
700℃ 空冷
碎裂
不 裂
极轻 极 微裂 极轻 轻 或不 微裂 微 裂 裂
轻 微 裂
轻 微 裂
不 裂
表7-4 填料类型对石膏混和料浆体胶凝时间的影响 工业 氧化 铝 9.0 α－半水 锆英 石膏 粉 100％ 10.0 8
填 料
初 凝 时 间 终 凝 时 间
• 石膏型铸造的特点：
金属精密液态成形技术课件-石膏型精密铸造
√
石膏型鑄造可生產Sn、Pb、Za、Al、Cu、Ag、 Au鑄件，不能生產Mg、Fe鑄件。
石膏型精密鑄造小結
1、石膏型精密鑄造與熔模精密鑄造區別在於 用石膏漿料灌注鑄型。
2、石膏型精密鑄造主要用於大型薄壁複雜的 鋁鑄件中。
3、石膏漿料要正確選擇石膏種類、填料和水 與石膏的比例；在真空下攪拌和灌注石膏 漿料。
α石膏與合金 Sn Pb Zn Mg Cu Ag Au Fe
Al
合金熔點/℃ 232 327 420 650 1083 960 1063 1536
660
石膏熱分解溫度/℃ 1060 1160 700 620
1220-1240 1340 1320 900
1080-1360
鑄造可能性 √ √ √ × √ √ √ ×
（6）調壓鑄造 ——適於複雜薄壁鑄件
真空澆注罐效果圖
3.4.2澆注工藝參數
（1）鋁合金澆注溫度 一般控制在700℃，大型薄壁件，不宜超
過720℃。 （2）石膏型溫度
150～300℃ 大型複雜薄壁件取上限 中小型壁稍厚鑄件取下限
3.5鑄件清整
3.5鑄件清整
（1）脫除石膏型或石膏芯 脫除石膏型：國外常用5MPa的高壓水清 除石膏型
NaCl、NaF、MgCl2等 緩凝劑—減緩脫水石膏的溶解速度，降低溶解度，磷
酸鹽、鹼金屬硼酸鹽、有機酸等 減縮劑—減少石膏型收縮和裂紋傾向，有三類物質，
（鹵化物、硝酸鹽、有機化合物及複合鹽
3.3.2石膏漿料
（1）石膏漿料配比
石膏漿料的配方是石膏型工藝的關鍵技術之一。 高質量的石膏型是獲得高質量鑄件的前提。但純石 膏收縮過大，裂紋傾向大，焙燒時強度急劇下降， 甚至發生開裂。因此需要優選石膏型材料配方。實 驗證明，採用下表所示的配比製作的石膏型烘乾焙 燒後，不易開裂，強度較高。
石膏型鑄造可生產Sn、Pb、Za、Al、Cu、Ag、 Au鑄件，不能生產Mg、Fe鑄件。
石膏型精密鑄造小結
1、石膏型精密鑄造與熔模精密鑄造區別在於 用石膏漿料灌注鑄型。
2、石膏型精密鑄造主要用於大型薄壁複雜的 鋁鑄件中。
3、石膏漿料要正確選擇石膏種類、填料和水 與石膏的比例；在真空下攪拌和灌注石膏 漿料。
α石膏與合金 Sn Pb Zn Mg Cu Ag Au Fe
Al
合金熔點/℃ 232 327 420 650 1083 960 1063 1536
660
石膏熱分解溫度/℃ 1060 1160 700 620
1220-1240 1340 1320 900
1080-1360
鑄造可能性 √ √ √ × √ √ √ ×
（6）調壓鑄造 ——適於複雜薄壁鑄件
真空澆注罐效果圖
3.4.2澆注工藝參數
（1）鋁合金澆注溫度 一般控制在700℃，大型薄壁件，不宜超
過720℃。 （2）石膏型溫度
150～300℃ 大型複雜薄壁件取上限 中小型壁稍厚鑄件取下限
3.5鑄件清整
3.5鑄件清整
（1）脫除石膏型或石膏芯 脫除石膏型：國外常用5MPa的高壓水清 除石膏型
NaCl、NaF、MgCl2等 緩凝劑—減緩脫水石膏的溶解速度，降低溶解度，磷
酸鹽、鹼金屬硼酸鹽、有機酸等 減縮劑—減少石膏型收縮和裂紋傾向，有三類物質，
（鹵化物、硝酸鹽、有機化合物及複合鹽
3.3.2石膏漿料
（1）石膏漿料配比
石膏漿料的配方是石膏型工藝的關鍵技術之一。 高質量的石膏型是獲得高質量鑄件的前提。但純石 膏收縮過大，裂紋傾向大，焙燒時強度急劇下降， 甚至發生開裂。因此需要優選石膏型材料配方。實 驗證明，採用下表所示的配比製作的石膏型烘乾焙 燒後，不易開裂，強度較高。
石膏型铸造(课堂PPT)
不裂
不裂
不 裂
不 裂
不不 裂裂
700℃ 空冷
碎裂 微裂
极轻
极
不 微裂 极轻 轻
裂 或不 微裂 微
裂
裂
轻 微 裂
轻 微 裂
不 裂
15
填料类型对石膏混和料浆体胶凝时间的影响（单位：min）
填 料
硅石 粉
硅线 石
高岭 土
莫来 高铝矾 石土
工业 氧化 铝
锆英 粉
α－半水 石膏 100％
初
凝 时
7.0
8.5
17
缓凝剂主要有三类： （a）磷酸盐、碱金属硼酸盐、硼砂、硼酸等。 （b）有机酸及可溶性盐，如柠檬酸及其盐、琥珀 酸钠、乙基酸钠、甲基酸钠、草酸等。 琥珀酸钠的缓凝作用很强，只需要加入千分之几 就有明显的效果。 （c）蛋白胶、皮胶、硅溶胶、纸浆废液等。
增强剂用来增加石膏型的湿强度、干强度、焙烧 后强度以及高温强度。一般用某些硫酸盐如 Na2SO4、K2SO4、NiSO4、MgSO4等，其中以 MgSO4的效果最好。
• 4）石膏型的透气性极差，铸件易产生气孔、 浇不足等缺陷。
• 5）石膏型耐火度低，适于生产铝、锌、铜、 金、银等合金铸件。
8
• 石膏型铸造的应用范围：
• 适用于生产尺寸精确\表面光洁的精密铸件, 尤其是大型复杂薄壁铝合金铸件,最小壁厚 可达0.5mm。
• 目前，石膏型精密铸造已被广泛应用于航 空航天、船舶舰艇、仪器仪表等行业的精 密零件制造上。
膏型腔表面的质量。除发泡石膏型希望有大量孔洞可
以在大气下搅拌及灌注外，普通石膏型浆料大多数在
真空下搅拌，使浆料中所含的气体能够顺利外排。常
用的工艺参数为：真空度0.05～0.06MPa，搅拌时间 2～3min，搅拌速度250～300r／min。灌浆时搅拌室 的真空度应该等于或略低于灌浆室，以加强浆体的充
石膏型铸造
石膏型铸造1 概述1.1 工艺过程石膏型精密铸造是用世纪70年代发展起来的一种精密铸造新技术其工艺过程见图1。
图1 石膏型精密铸造工艺过程它是将熔模组装，并固定在专供灌浆用的砂箱平板上，在真空下把石膏浆料灌入，待浆料凝结后经干燥即可脱除熔模，再经烘干、焙烧成为石膏型，在真空下浇注获得铸件。
1.2 工艺特点1. 石膏浆料的流动性很好，又在真空下灌注成型，其充型性优良，复模性优异，型精确、光洁。
该工艺不像一般熔模精密铸造受到涂挂工艺的限制，可灌注大型复杂铸件用型。
2. 石膏型的热导率很低，充型时合金液流动保持时间长，适宜生产薄壁复杂件。
但铸型激冷作用差，当铸件壁厚差异大时，厚大处容易出现缩松、缩孔等缺陷。
3. 石膏型透气性极差，铸件易形成气孔、浇不足等缺陷，应注意合理设置浇注及排气系统。
1.3 应用范围石膏型精密铸造适于生产尺寸精确，表面光洁的精密铸件，特别适宜生产大型复杂薄壁铝合金铸件，也可用于锌、铜、金、银等合金铸件。
铸件最大尺寸达1000×2000mm、重量0.03～908kg，壁厚0.8～1.5mm（局部0.5mm）。
石膏型精密铸造己被广泛应用于航空、宇航、兵器、电子、船舶、仪器、计算机等行业的零件制造上。
2 石膏型精密铸件工艺设计2.1 石膏型精密铸件工艺参数选择1）造斜度同熔模铸造。
2）加工余量（表1）。
表1 石膏型精密铸件的加工余量（mm）3）收缩率熔模收缩率0.4～0.6％、石膏型脱水收缩率0～0.5％、当金属收缩率1.1～1.3％时，综合线收缩率1.5～2.0％。
2.2 浇注系统及冒口设计1. 石膏型精密铸造的浇冒系统应满足下列要求：（1）有良好的排气能力，能顺利排出型腔中气体，在顶部和易憋气处要开设出气口。
（2）要保证合金液在型腔中流动平稳，顺利充满型胶，避免出现涡流，卷气现象。
（3）合理设置冒口，保证补缩。
（4）脱模时浇注系统应先蒋先，减小熔模对石膏型的膨胀力。
（5）浇注系统在铸件凝固过程中应尽可能不阻碍铸件收缩，以防止件变形和开裂。
金属精密液态成形技术-第3章石膏型精密铸造
（1）石膏的选择
石膏有七种变体
生石膏 CaSO4·2H2O
（二水石膏）
熟石膏
（半水石膏）
αCaSO4·1/2H2O βCaSO4·1/2H2O
硬石膏 CaSO4
（无水石膏）
αⅢ 、Ⅱ 、Ⅰ
βⅢ
对石膏的要求
➢ 流动性：水固比低的情况下流动性好
➢ 凝结时间：初凝时间5～7min，终凝时间10min ➢ 强度 ➢ 线膨胀率：＜5%，从填料和添加剂方面解决 ➢ 抗裂纹性能：加热过程多次相变，300℃激冷 ➢ 发气性：石膏型透气性差，浇不足，气孔
3.2.1 模料
石膏型精密铸造用的模样主要是熔模，也可使 用气化模、水溶性模（芯）。
对于一般中小型铸件，可使用熔模铸造用模料 ；但大中型复杂铸件，其尺寸精度和表面粗糙度 要求严格时，则应使用石膏型精铸专用模料。
模料
石膏型精铸专用模料主要有下列三方面要求： ➢ 模料强度高、韧性好，能承受石膏浆料灌
注的作用力而不变形损坏。 ➢ 模料线收缩小，保证熔模尺寸精确，防止
铸造工艺设计基础， 工程流体力学
能够合理地选择石膏 型熔模精密铸造的模样、 石膏浆料的原材料
石膏晶体结构及石 膏性能
3.1概述
3.1概述
石膏型铸造按脱模方法可分为下面两类： 熔模石膏型铸造（或石膏型精密铸造） 拔模石膏型铸造
石膏型精密铸造是使用熔模，用石膏浆料灌制 铸型，经干燥、脱蜡、焙烧后即可浇注铸件的方 法。是20世纪70年代发展起来的一种精密铸造新 技术。
（2）填料
石膏型对填料的要求 （1）有合适的线膨胀率 （2）有较高的熔点和耐火度 （3）有良好的化学稳定性 （4）发气量少、吸湿性小、保水性好 （5）填料在石膏型浆体中有良好的悬浮弥散性 （6）能降低石膏混合料的裂纹倾向
第八篇第七章-石膏型铸造285页
第七章石膏型铸造第一节石膏型铸造的工艺特点石膏型铸造采用易熔模料、硅橡胶、金属或木材等材质制成光洁精细的模样，灌以石膏浆料制成铸型，经烘干焙烧后浇注合金液最终获得光洁精密铸件。
因石膏浆料成形性及复制性很好，可浇出复杂薄壁精细的锌、铝、铜、金、银等有色合金铸件，铸件的最小壁厚可小于!""，表面粗糙度一般为!$%&!"左右，尺寸精度可达’(%()*#(%!(""+&)""；石膏型浇注后溃散性好便于清理；石膏对人体无害，不污染环境，价格较低，资源丰富。
石膏型铸造的缺点是石膏的热导率很小，铸型的透气性极低，易使铸件晶粒粗大和形成针孔，故主要用来生产整体大型复杂薄壁精密铸件和用其他方法难以铸造及有特殊要求的铸件。
第二节石膏型铸造方法的分类、工艺过程及应用一、石膏型铸造方法的分类按脱模方法不同可分为熔模石膏型铸造及模石膏型铸造两类，前者是加热熔模使其从石膏型中流出，后者是通过人力或机械方法将模样从型中拔出。
模石膏型铸造又可分为普通石膏型和发泡石膏型。
二、石膏型铸造的工艺过程三种石膏型铸造的工艺过程，见图,-.-!。
・・&/,$图!"#"$熔模石膏型铸造工艺过程图!"#"%发泡石膏型铸造工艺过程图!"#"&普通石膏型铸造工艺过程三、石膏型铸造的应用（一）熔模石膏型铸造主要用于整体复杂薄壁精密铸件，如大型电子仪器设备的框架、壳体、底座、飞机、导弹、雷达、宇航等行业用的泵体、附件壳体、机匣、叶轮、微波元件等，亦可用来铸造金银首饰，复制雕塑文物等艺术品。
（二）普通石膏型铸造主要用来生产各种模具如塑料、橡胶成形用模具，铸造模具，金属冲模等。
（三）发泡石膏型铸造用来生产叶轮类、框架类铸件和精密模具等。
・’(&%・第三节石膏及石膏型的理论基础一、石膏的名称、类型以及各种变体（一）石膏一般指二水石膏，化学式为!"#$%・&’&$。
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填能力，但是压差不能太大以免造成浆体喷射。
22
23
• （3）石膏型的干燥、焙烧及浇注
•
石膏型需经一定时间的自然干燥后才能入
炉加热干燥和焙烧。宜在热风炉中干燥焙烧，也可
以在箱式电炉中进行；对一般石膏其工艺如下。
• 起模石膏：
• （80～100℃×8h→150℃×4h→250℃×2h→350℃×2h
膏型腔表面的质量。除发泡石膏型希望有大量孔洞可
以在大气下搅拌及灌注外，普通石膏型浆料大多数在
真空下搅拌，使浆料中所含的气体能够顺利外排。常
用的工艺参数为：真空度0.05～0.06MPa，搅拌时间 2～3min，搅拌速度250～300r／min。灌浆时搅拌室 的真空度应该等于或略低于灌浆室，以加强浆体的充
不裂
不裂
不 裂
不 裂
不不 裂裂
700℃ 空冷
碎裂 微裂
极轻
极
不 微裂 极轻 轻
裂 或不 微裂 微
裂
裂
轻 微 裂
轻 微 裂
不 裂
15
填料类型对石膏混和料浆体胶凝时间的影响（单位：min）
填 料
硅石 粉
硅线 石
高岭 土
莫来 高铝矾 石土
工业 氧化 铝
锆英 粉
α－半水 石膏 100％
初
凝 时
7.0
8.5
第 四章
石膏型铸造
1
2
天然石膏
3
4.1 概述
定义：石膏性铸造是以石膏为主要造型材料
的一种铸造工艺方法。从本质上来说是一 种以石膏为胶凝材料的实体熔模铸造法。
4.1.1 工艺简介
石膏型铸造按脱模方法分类可分为熔模石 膏型铸造和起模石膏型铸造两类，前者是 加热熔模使其从石膏模中流出，后者是通 过人力机械方法将模样从型中拔出。起模 石膏型铸造又可分为普通石膏型和发泡石 膏型。
8.0 10.0 12.0
9.0 10.0
8
间
终
凝 时
10.0 10.5
10.0
12.0
13.5
11.0 12.0
10
间
16
• （3）添加剂及其他
• 石膏型铸型的添加剂一般有促凝剂、缓凝剂和增 强剂等。
• 常用的促凝剂有各类钠盐、镁盐、钾盐等，如： NaSiF6、NaCl、NaF MgCl2、MgSO4 NaNO3 KNO3。
19
4.2.2 石膏混合浆料的制备及灌浆
• （1）石膏混合浆料的配比 • 石膏混合浆料的配制应根据铸件的要求和
石膏原材料性能来决定。常用的几种石膏 浆料的成分配比如下表。
20
21
• （2）石膏混合浆体的搅拌、灌注
•
石膏混合料吸附大量的气体，在浆料搅拌时又
会卷入大量的气，致使浆料中有大量的气泡，影响石
• 熔模石膏：
• （80~100℃×8h→150℃×4h→250℃×2h→350℃×2h→ 450℃×1h→550℃×1h→（680～700）℃×2h
• 石膏型需随炉冷却，当温度降至300℃以下时才可 以出炉，否则石膏型容易开裂，对复杂型温度应低 些。
24
25
填料
α－
半水
硅
石膏 硅石粉 线
• 4）石膏型的透气性极差，铸件易产生气孔、 浇不足等缺陷。
• 5）石膏型耐火度低，适于生产铝、锌、铜、 金、银等合金铸件。
8
• 石膏型铸造的应用范围：
• 适用于生产尺寸精确\表面光洁的精密铸件, 尤其是大型复杂薄壁铝合金铸件,最小壁厚 可达0.5mm。
• 目前，石膏型精密铸造已被广泛应用于航 空航天、船舶舰艇、仪器仪表等行业的精 密零件制造上。
2.80
3.40
3.80
4.60
700℃焙 烧后
0.20
0.65
0.80
0.86
0.85
2.00 3.50 0.65
14
填料类型对石膏混和料裂纹倾向的影响
填料
α－
半水
硅
石膏 硅石粉 线
100
石
％
高 高岭 莫来 铝 土 石矾
土
工 业 氧 化 铝
锆 英 粉
石 英 玻 璃
300℃ 空冷
微裂
极轻微 裂
不 裂
抗压强度 ／MPa
凝结时间 ／min
初凝 终凝
标准稠 度混水 量／％
粒度
0.075mm （200目筛
余1％）
α
15
8～ 12～ 10 18
40
β
8
5～7
7～ 12
50
5
5
11
• （2）填料
• 单纯使用α型石膏并不能用于铸型制作，须 加入耐火材料的填料。其主要目的是减小 石膏型的线收缩和裂纹倾向。填料应具有 合适的熔点、耐火度、良好的化学稳定性、 合适的线膨胀率、发气量少、吸湿性小等 性能。常用填料的种类较多，其中以SiO2Al2O3系材料应用较广泛。各种填料对石膏 型性能的影响见下表。
17
缓凝剂主要有三类： （a）磷酸盐、碱金属硼酸盐、硼砂、硼酸等。 （b）有机酸及可溶性盐，如柠檬酸及其盐、琥珀 酸钠、乙基酸钠、甲基酸钠、草酸等。 琥珀酸钠的缓凝作用很强，只需要加入千分之几 就有明显的效果。 （c）蛋白胶、皮胶、硅溶胶、纸浆废液等。
增强剂用来增加石膏型的湿强度、干强度、焙烧 后强度以及高温强度。一般用某些硫酸盐如 Na2SO4、K2SO4、NiSO4、MgSO4等，其中以 MgSO4的效果最好。
18
• （4）模样材料
• 对于熔模石膏型：熔模材料（中小件与熔 模铸造通用，中大件或尺寸精度要求高的 铸件，使用专用模料）、气化模（聚苯乙 烯泡沫等）、水溶性模（尿素模料、无机 盐模料）等。
• 对于起模石膏型：金属、硬质木材、橡胶、 塑料等。脱模剂有变压器油、凡士林、肥 皂液、经煤油稀释的石蜡硬脂酸等。
4
图4-1 熔模石膏型铸造工艺流程图
5
6
图4-2 起模石膏型的工艺过程示意
图4-3 发泡石膏型的石膏内部构造
7
• 石膏型铸造的特点：
• 1）石膏浆料的流动性很好，凝结时有轻微 的膨胀，所制铸型轮廓清晰、花纹精细。
• 2）石膏型溃散性好，易于清除。
• 3）石膏型的导热性很差，金属浇入后散热 缓慢，流动性好，适于生产薄壁铸件。
9
4.2 石膏型铸造工艺
4.2.1 制备石膏型的各种原材料 • （1）石膏（CaSO4·2H2O） • 制作石膏型常用α型半水石膏，也可用β型
半水石膏，前者混水量少，铸型强度高， 后者则相反。两种石膏在微观结构上基本 相似，但宏观性能上却差别较大，如下表。
10
铸造用石膏粉的主要性能要求
石膏类 型
12
与陶瓷型铸造有何不同？ 13
填料类型对石膏混和料抗弯强度的影响（单位：MPa）
填料
硅石 硅线 莫来 高岭 高铝矾 工业氧
粉石 石 土
土
化铝
灌浆后2h 0.25 0.40 0.75 0.80 1.00 0.80
灌浆后7d 0.50 1.50 2.30 2.40 2.60
烘干90℃ ／4h
1.30