專利名稱：一種羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏以及石膏模的成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)型模具石膏，另外，本發(fā)明還涉及制備石膏模的方法。
背景技術(shù)：
石膏型鑄造是一種特種鑄造工藝，其是指將金屬熔液澆鑄到以石膏為基料制成的鑄型內(nèi)的一種鑄造方法。其具有可以鑄造表面精度高、形狀復(fù)雜的有色金屬鑄件，澆注后容易清理等優(yōu)點(diǎn)，常用于有色金屬的模具制造，采用翻模獲得石膏型的方法主要缺點(diǎn)是工藝過程復(fù)雜，需要制母模、翻制硅膠模，澆灌石膏型，獲得石膏型后再澆注金屬鑄件，且在翻模過程中存在精度損失。石膏型以石膏混合料的漿體灌漿成型，漿體的流動性很好，且又在真空下充填，其成型性能優(yōu)良。漿料在凝結(jié)過程中又有輕微的膨脹，復(fù)模性能優(yōu)異，鑄型精確、光潔，優(yōu)勢是非常明顯的。傳統(tǒng)模具的制造方法有很多，例如，數(shù)控銑加工、電火花加工、線切割加工、電解加工、電鑄加工、壓力加工和蝕刻技術(shù)等。但是由于這些技術(shù)復(fù)雜、耗時(shí)長、并且費(fèi)用高進(jìn)而影響了新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。而傳統(tǒng)的快速模具由于工藝粗糙、精度低、壽命短，很難完全滿足用戶的要求，而且傳統(tǒng)的快速模具也很難達(dá)到快速的要求。因此，應(yīng)用RP技術(shù)制造快速模具，在最終生產(chǎn)模具開模之前進(jìn)行產(chǎn)品的試驗(yàn)和小批量生產(chǎn)，可以有效地節(jié)約開發(fā)時(shí)間和費(fèi)用。本申請的發(fā)明人在引入RP技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對石膏型的材料配方的改進(jìn)，開發(fā)了一種能顯著提高其焙燒強(qiáng)度的增強(qiáng)型模具石膏，并且開發(fā)了一種利用該增強(qiáng)型模具石膏制備石膏模的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面，提供了一種羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏組合物，所述的石膏組合物的組分和含量分別為白水泥5-8wt%，硅藻土 l-2wt%，羧甲基纖維素 2-6wt%，純堿2-6wt%，多聚磷酸鈉0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。本發(fā)明的第二方面，提供了一種利用上述增羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏制備石膏模具的方法，其包括以下步驟(1)將所述的增強(qiáng)型模具石膏組合物進(jìn)行真空混合攪拌首先按照比例稱量定量的石膏混合料和水，水固質(zhì)量比為1 2-2 3;真空度 IO3-IO4Pa,攪拌速度200-500r/min，攪拌時(shí)間l_3min ；(2)石膏模具真空造型漿料沿著母模的邊緣從下而上充滿型腔，真空度為3X IO3-SX IO3Pa ；灌漿時(shí)間為 30-90sec ；(3)石膏型烘干以及焙燒石膏型經(jīng)過15-30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為10_30°C的空氣中干燥硬化15-20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度60-100°C，烘干時(shí)間60-120min ；焙燒溫度200-280°C，焙燒時(shí)間120-200min。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明所述的增強(qiáng)型模具石膏與普通的模具石膏相比，300度燒結(jié)后的抗彎強(qiáng)度提高了 20-30%，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普通的模具石膏抗彎強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。(2)本發(fā)明所述的增強(qiáng)型模具石膏制備石膏模具的方法可以用于間接制備金屬模具的石膏模具，利用該石膏模具制備金屬模具可以實(shí)現(xiàn)周期短、成本低、精度高的效果；并且適合于制造出形狀復(fù)雜、表面花紋細(xì)膩，精度要求高的金屬模具。
具體實(shí)施例以下將通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做出進(jìn)一步的說明。申請人需要強(qiáng)調(diào)的是，以下實(shí)施例僅僅是為了詳細(xì)說明發(fā)明的內(nèi)容的需要，而不能認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。 本發(fā)明要求保護(hù)的范圍，以權(quán)利要求書所限定的技術(shù)方案為準(zhǔn)。實(shí)施例1增強(qiáng)型樽具石膏配比白水泥8wt%，硅藻土 2wt%，羧甲基纖維素6wt%，純堿6wt%，多聚磷酸鈉 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合攪拌按照2 1的比例稱量上述增強(qiáng)型模具石膏的組合物和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動；將石膏混合料倒入攪拌室的水中，密封攪拌室， 開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5 X IO3Pa,攪拌速度為300r/min，攪拌時(shí)間為3min ；(2)石膏型真空造型漿料沿著預(yù)先準(zhǔn)備的母模的邊緣從下而上充滿型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌漿時(shí)間為 30sec ；(3)石膏型烘干以及焙燒灌漿后的石膏型，經(jīng)過30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為25°C的空氣中干燥硬化20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為100°C，烘干時(shí)間為60min，焙燒溫度為 250°C，焙燒時(shí)間 150min。實(shí)施例2增強(qiáng)型模具石膏配比白水泥8wt%，硅藻土 2wt%，羧甲基纖維素2wt%，純堿2wt%，多聚磷酸鈉 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合攪拌按照2 1的比例稱量上述增強(qiáng)型模具石膏的組合物和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動；將石膏混合料倒入攪拌室的水中，密封攪拌室， 開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5 X IO3Pa,攪拌速度為300r/min，攪拌時(shí)間為3min ；(2)石膏型真空造型漿料沿著預(yù)先準(zhǔn)備的母模的邊緣從下而上充滿型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌漿時(shí)間為 30sec ；
(3)石膏型烘干以及焙饒灌漿后的石膏型，經(jīng)過30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為25°C的空氣中干燥硬化20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為80°C，烘干時(shí)間為lOOmin，焙燒溫度為 200°C，焙燒時(shí)間 200min。實(shí)施例3增強(qiáng)型樽具石膏配比白水泥5wt%，硅藻土 lwt%，羧甲基纖維素6wt%，純堿6wt%，多聚磷酸鈉 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合攪拌按照3 2的比例稱量上述增強(qiáng)型模具石膏的組合物和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動；將石膏混合料倒入攪拌室的水中，密封攪拌室， 開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5 X IO3Pa,攪拌速度為400r/min，攪拌時(shí)間為3min ；(2)石膏型真空造型漿料沿著預(yù)先準(zhǔn)備的母模的邊緣從下而上充滿型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌漿時(shí)間為 30sec ；(3)石膏型烘干以及焙饒灌漿后的石膏型，經(jīng)過20min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為30°C的空氣中干燥硬化15h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60°C，烘干時(shí)間為120min，焙燒溫度為 280°C，焙燒時(shí)間 120min。實(shí)施例4增強(qiáng)型模具石膏配比白水泥5wt%，硅藻土 lwt%，羧甲基纖維素2wt%，純堿2wt%，多聚磷酸鈉 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合攪拌按照3 2的比例稱量上述增強(qiáng)型模具石膏的組合物和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動；將石膏混合料倒入攪拌室的水中，密封攪拌室， 開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5 X IO3Pa,攪拌速度為400r/min，攪拌時(shí)間為3min ；(2)石膏型真空造型漿料沿著預(yù)先準(zhǔn)備的母模的邊緣從下而上充滿型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌漿時(shí)間為 30sec ；(3)石膏型烘干以及焙燒灌漿后的石膏型，經(jīng)過20min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為30°C的空氣中干燥硬化15h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60°C，烘干時(shí)間為120min，焙燒溫度為 280°C，焙燒時(shí)間 120min。實(shí)施例5增強(qiáng)型模具石膏配比白水泥6wt%，硅藻土 2wt%，羧甲基纖維素4wt%，純堿4wt%，，多聚磷酸鈉 0. 03wt%和余量的半水石膏。(1)真空混合攪拌
按照2 1的比例稱量上述增強(qiáng)型模具石膏的組合物和水；把水注入到攪拌室中，開始攪動；將石膏混合料倒入攪拌室的水中，密封攪拌室， 開啟真空系統(tǒng)，快速抽真空至5 X IO3Pa,攪拌速度為400r/min，攪拌時(shí)間為3min ；(2)石膏型真空造型漿料沿著預(yù)先準(zhǔn)備的母模的邊緣從下而上充滿型腔；真空度5 X IO3Pa ；灌漿時(shí)間為 30sec ；(3)石膏型烘干以及焙饒灌漿后的石膏型，經(jīng)過20min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為30°C的空氣中干燥硬化15h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度為60°C，烘干時(shí)間為120min，焙燒溫度為 280°C，焙燒時(shí)間 120min。實(shí)施例1-5制備所得的石膏型分別標(biāo)記為A1-A5，它們的性能列在表1中。表1A1-A5石膏型的性能參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏組合物，所述的石膏組合物的組分和含量分別為白水泥5-8wt%，硅藻土 l-2wt%，羧甲基纖維素2-6wt%，純堿2_6wt%，多聚磷酸鈉0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。
2.一種利用權(quán)利要求1所述的羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏制備石膏模具的方法，其包括以下步驟(1)將所述的羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏組合物進(jìn)行真空混合攪拌首先按照比例稱量定量的石膏混合料和水；真空度IO3-IO4Pa,攪拌速度200-500r/ min，攪拌時(shí)間:l-3min ；(2)石膏模具真空造型漿料沿著母模的邊緣從下而上充滿型腔，真空度為3X IO3-SX IO3Pa;灌漿時(shí)間為 30-90sec ；(3)石膏型烘干以及焙燒石膏型經(jīng)過15-30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為10-30°C的空氣中干燥硬化15-20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度60-100°C，烘干時(shí)間60-120min ；焙燒溫度 200-280°C，焙燒時(shí)間120-200min。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的水固質(zhì)量比為1 2 2 3。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的水固質(zhì)量比為1 2。
5.一種石膏制模的快速成形方法，其包括以下步驟(1)根據(jù)精密鑄造工藝要求進(jìn)行石膏料配比白水泥5-8wt%，硅藻土 l-2wt%，羧甲基纖維素2-6wt%，純堿2_6wt%，多聚磷酸鈉0. 02-0. 06wt%和余量的半水石膏。水固質(zhì)量比為1 2 2 3 ；(2)將配好的石膏料真空混合攪拌首先按照比例稱量定量的石膏混合料和水；真空度IO3-IO4Pa,攪拌速度200-500r/ min，攪拌時(shí)間:l-3min ；(3)石膏型真空造型；漿料沿著母模的邊緣從下而上充滿型腔，真空度為3X IO3-SX IO3Pa;灌漿時(shí)間為 30-90sec ；(4)石膏型烘干以及焙燒石膏型經(jīng)過15-30min的靜置后起模，脫模后石膏型在溫度為10-30°C的空氣中干燥硬化15-20h，其后進(jìn)行烘干和焙燒，烘干溫度60-100°C，烘干時(shí)間60-120min ；焙燒溫度 200-280°C，焙燒時(shí)間120-200min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種羧甲基纖維素增強(qiáng)的模具石膏組合物，所述的石膏組合物的組分和含量分別為白水泥5-8wt％，硅藻土1-2wt％，羧甲基纖維素2-6wt％，純堿2-6wt％，多聚磷酸鈉0.02-0.06wt％和余量的半水石膏。本發(fā)明所述的羧甲基纖維素增強(qiáng)型模具石膏與普通的模具石膏相比，300度燒結(jié)后的抗彎強(qiáng)度提高了20-30％，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普通的模具石膏抗彎強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。利用該增強(qiáng)型模具石膏組合物制造的石膏模具適合于制造出形狀復(fù)雜、表面花紋細(xì)膩，精度要求高的金屬模具。
文檔編號C04B28/14GK102363576SQ20111015830
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者鄭霞 申請人:昆山市瑞捷精密模具有限公司