CN1049619A

CN1049619A - 石膏型转动铸造铝合金模具工艺

Info

Publication number: CN1049619A
Application number: CN 90105345
Authority: CN
Inventors: 陈国庆; 王历生; 邹宝龙
Original assignee: SHANDONG HOUSEHOLD ELECTRICAL EQUIPMENT INST
Current assignee: SHANDONG HOUSEHOLD ELECTRICAL EQUIPMENT INST
Priority date: 1990-07-21
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1991-03-06

Abstract

一种石膏型转动铸造铝合金模具工艺、由石膏型制造，铝合金材料熔炼及常压转动铸造工艺组成。整个工艺包括石膏及添加剂的配比和石膏型的制作，合金元素的配比及熔炼浇铸工艺。用本发明所述的工艺制做出的石膏型具有受热膨胀倾向，利于抵消铝合金凝固时的收缩。熔烧出的铝合金材料硬度可达到布氏143，在常压翻转浇铸机上生产的铝合金铸件成品率高。

Description

本发明涉及一种模具铸造工艺，特别是石膏型转动铸造铝合金模具工艺。

目前国内制鞋行业及塑料行业的模具制造大多沿用传统工艺，即采用机械加工与手工加工并用的方式。而精度高，表面粗糙度严并有复杂型腔和光滑曲面的塑料模具主要以钢材为主，一般采用机械加工，即使应用数控、电火花等大型精密加工设备和先进工艺，有时也难以达到模具的技术要求。由于塑料和制鞋行业的市场变化快，竞争激烈，要求产品应变能力强，现有的模具制造工艺成本高，周期长，设备复杂，严重地阻碍了产品的更新换代。研究一种型腔表面光洁度好，尺寸精度高，制造周期短的模具制造工艺成为国内外注目的课题。1983年我国航空工业部研制成功了铝合金石膏型熔模精密铸造工艺解决了长期以来难以解决的石膏型铸造铝合金的难题，但由于采用石蜡熔模使石膏成形，设备投资大，尺寸精度难以保证，采用的是真空浇注，只适用于薄壁件的铸造，对体积较大的模具来说就不理想，因而限制了其推广应用。在国外，日本的石膏型铝合金精密铸造技术的研究已达到实用化阶段，研究出的制作石膏型的高强度石膏就有几十种之多，对铝合金采用真空铸造及低压铸造，用来制造鞋模，橡胶轮胎模及中、小批量的塑料模具。目前国内铸造用铝合金的布氏硬度最高为HB＝100，而日本为HB＝125。

本发明的目的在于提供一种型腔表面光洁度好，尺寸精度高，制造周期短，一次成形的石膏型常压转动铸造铝合金模具工艺。

本发明所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于它是由石膏型制造工艺，铝合金材料熔炼工艺和常压转动浇铸工艺组成。石膏型制造工艺包括石膏及添加剂的配比，石膏型的制作;铝合金材料熔炼工艺包括合金元素的配比及熔冻;石膏型制造工艺中所用的石膏为α半水石膏（α-CaSO₄·1/2H₂O），含量为34-53.5%，添加剂为石英粉，含量35-45%，滑石粉，含量1-5%，碳酸钙，含量0.5-1%，有机物，含量10-15%，加水量为上述材料总量的45-55%。先将规定数量的水倒入容器内，再将上述材料按比例混合后倒入水中，静置5-10秒钟后，搅拌均匀，浇注到放有原模的型内，15分钟后脱模，使石膏型先自然干燥2-3天后，放入烘干箱内烘干脱水，烘干温度为270-300℃，加热时间为48小时，在加热过程中，吸水后生成的二水石膏转变为半水石膏，再由半水石膏转变为无水石膏。烘干结束后从箱内取出石膏型，该石膏型即为用于铸造铝合金模具的模型。这种石膏型从加热干燥起，一直呈膨胀倾向，有利于抵消铝合金凝固收缩产生的尺寸误差，可以有效地控制尺寸，而且浇铸出的铸件表面光滑，用做鞋模不需修整。铝合金材料熔冻工艺中铝合金材料中硅的含量为18-22%，镁的含量为0.8-1.5%，铜的含量为0.8-1.5%，镍的含量为0.8-1.5%，锰的含量为0.1-0.5%，其余为纯铝。将一定比例的纯铝加入予热后的电阻炉中的坩锅内，升温至720℃，待纯铝全部熔化后按比例先后加入硅、铜、镍、锰，待上述材料熔化后再按比例先后加入镁，熔化后加入三氯甲烷和氯化钠进行脱气和变质处理，处理后的合金熔液即可用于浇铸铝合金模具。用这种铝合金制作出的模具具有HB＝143的硬度，超过了国内外现有的铸造用铝合金的硬度，常压转动浇铸工艺是由石膏型予热，在常压翻转浇铸机上进行浇注，浇冒口保温和石膏型冷却等工序组成。将烘干后的石膏型在两小时内予热至250-280℃，安装到常压翻转浇铸机上，同时将熔炼好的铝合金熔液倒入常压翻转浇铸机的浇包内，启动常压翻转浇铸机使石膏型按逆时针方向翻转，在翻转过程中铝合金熔液逐渐流入型腔内，翻转到限定位置后，在浇冒口部位保温，同时对石膏型外表面自下而上进行冷却，实现铝合金定向凝固，冷却后即可开箱取出铝合金模具。这种铸造方式能使气体顺畅地由型腔内排出，铸件缺陷少。

实施例：

假如要制造一件21公分的铝合金鞋底模，先备好鞋底原模。按照53.5%的α半水石膏，35%的石英粉，1%的滑石粉，0.5%的碳酸钙，10%的有机物的配比配成3公斤制作石膏型的原料，将这些原料混合后加入1.4公斤的水中，静置7秒钟后搅拌均匀，浇注到放有原模的型内，15分钟后脱模，即得到一个鞋底石膏型，使石膏型先自然干燥2-3天后，放入烘干箱内烘干脱水，烘干温度为280℃，加热时间为48小时，烘干结束后从箱内取出石膏型并将其安装到常压翻转浇铸机的翻转台上。再按照硅22%、镁1%、铜1%、镍1%、锰0.3%、纯铝74.7%的配比配成2公斤的原料，先将纯铝加入予热后的电阻炉中的坩锅内，升温至720℃，待纯铝全部熔化后，先后加入硅、铜、镍、锰等元素，待上述材料熔化后再入镁，熔化后加入三氯甲烷和氯化钠进行脱气和变质处理。将处理后的合金熔液倒入常压翻转浇铸机的浇包内，启动常压翻转浇铸机，装有石膏型的翻转台翻转，随着翻转角度的增大，浇包内的铝合金熔液逐渐流入石膏型内，当翻转台转到限定角度时，限位器通过限位开关使其停止，此时对浇冒口进行保温，同时对石膏型外表进行自下而上的冷却，冷却后开箱取出铝合金模具。用同样的工艺还可制作出21公分鞋底的边模和鞋楦。

Claims

1、一种石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于它是由石膏型制造工艺，铝合金材料熔炼工艺和常压转动浇铸工艺组成。

2、根据权利要求1所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的石膏型制造工艺主要包括石膏、添加剂与水的配比和石膏型的制作。

3、根据权利要求1所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的铝合金熔炼工艺包括合金元素的配比及熔冻。

4、根据权利要求1所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的常压转动浇铸工艺是由石膏型予热，在常压翻转浇铸机上边翻转边浇注，浇冒口保温和石膏型冷却等工序，予热温度为250～280℃。

5、根据权利要求1和2所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的石膏为α半水石膏（α-CaSO₄·1/2H₂O），含量为34～53.5%，添加剂为石英粉，含量35～45%，滑石粉，含量1～5%，碳酸钙，含量0.5～1%，有机物，含量10～15%，加水量为上述材料总量的45～55%。

6、根据权利要求1和3所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的合金元素有硅，含量18～22%，镁，含量0.8～1.5%，铜，含量0.8～1.5%，镍，含量0.8～1.5%，锰，含量0.8～0.5%，其余为纯铝。

7、根据权利要求1、2和5所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的石膏型制作工艺，是将α半水石膏、石英粉、滑石粉、碳酸钙和有机物按比例混合后倒入规定比例的水中，静置5～10秒钟后搅拌均匀，浇注到放有原模的型内，15分钟后脱模，自然干燥2-3天后，放入烘干箱内烘干脱水，烘干温度为270～300℃，加热时间为48小时，烘干结束后从箱内取出石膏。

8、根据权利要求1、3和6所说的石膏型转动铸造铝合金模具工艺，其特征在于所说的铝合金熔炼工艺是将一定比例的纯铝加入予热后的电阻炉中的坩锅内，升温至720℃，待纯铝全部熔化后按比例先后加入硅、铜、镍、锰，待上述材料熔化后，再按比例加入镁，熔化后加入三氧甲烷和氯化钠进行脱气和变质处理，处理后的合金熔液即是用于浇铸铝合金模具的铝合金。