[发明专利]一种熔模铸造用工业副产石膏型铸粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种熔模铸造用工业副产石膏型铸粉及其制备方法，包括主料和辅料，步骤如下：(1)将工业副产石膏制备成α石膏粉；(2)将α石膏、高铝矾土粉、石英粉和方石英粉按比例进行搅拌混合得到主料；(3)在主料中加入辅料进行改性；(4)主料和辅料混合搅拌。本发明的熔模铸造用工业副产石膏型铸粉力学性能优异、强度高、硬度大，700℃焙烧后抗折强度良好，无裂纹，溃散性极好，达到了改善石膏铸型性能的目的以及对柠檬酸石膏、盐石膏等工业副产石膏的综合利用。本发明的方法可在航空航天、精密铸造、工艺美术等领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及熔模铸造技术领域，特别涉及一种工业副产石膏型铸粉及其制备方法。

背景技术

在20世纪30年代，美国Antioch学院的Morris、Bean夫妇发现了Antioch石膏的发泡构结。之后，石膏型铸造技术的研究开发和应用从美国迅速扩展到加、日、德及原苏联等国，该技术首先普遍的应用在牙科工艺美术品的制造方面。二战之后，随着航空航天、兵器、舰船、电信、石化等高科技的发展和竞争，其相关零部件日益趋向整体化、薄壁化、大型化、形状复杂化精细化，在采用传统的机械加工、焊接、铆接、锻造、铸造等加工手段受到很大限制或根本无法加工的情况下，美、日等国在20世纪60年代开发了一种先进的铸造技术——石膏型精密铸造。

石膏型精密铸造工艺是一种特种铸造工艺，其定义为将金属熔液浇注到以石膏为基料制成的铸型内，金属冷却后，经清理即可获得金属零件或模具。其工艺过程是先将模样固定在专供灌浆用的砂箱平板上；再将按一定比例配置的半水石膏、填料、添加剂以及适量的水，在真空下混制成浆体，并迅速将浆体灌入有模样的砂箱中，待浆体凝结成硬化体并具有一定的湿强度后即可脱模；再经过烘干、焙烧成为石膏型；最终在真空状态下浇注，获得金属件。

目前，国外科技发达国家对石膏型熔模精密铸造技术的研究、应用已有四十多年的历史并取得了重大进展。他们不仅在模料成分配比、石膏型制备工艺和铸件成形方面具备极高的技术水平，而且正在向铸件大型、薄壁、整体、复杂精细铸件和获得优质(高强度和铸件各部位具有均匀的冶金质量和机械性能)铸件的方向发展，其产品在航空、军工等领域得到广泛的应用。我国近年来在此项技术上也取得了较大的进展。但从整体看，我们仍处在引进消化阶段，自研具有自主知识产权的成果较少，应用面不广泛，低温首饰行业相对应用较多，而在较高温度熔点的铝、铜、铁合金铸件上应用较少，与国外比，差距较大。对于高精度石膏型精密铸件的生产而言，石膏型线收缩率的大小，直接关系到铸件的尺寸精度，而纯石膏在150～200℃时有较大的脱水收缩，在400℃时又会发生较大的相变收缩，因此纯石膏只有通过添加某些在加热时能产生相变膨胀的材料才能使石膏造型具有一定的强度、透气性、耐膨胀收缩性、表面光洁，从而满足铸型的各种机械、物理和工艺性能要求。

目前国内还是以天然石膏制备石膏型铸粉为主，尚没有用工业副产石膏生产的石膏粉来配制石膏型铸粉的。而每年近1.8亿t的工业副产石膏已越来越成为重要的石膏资源，并已引起国家的高度重视。工业副产石膏大量堆存，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染，已经成为制约我国燃煤机组烟气脱硫和磷肥企业可持续发展的重要因素，因此利用工业副产石膏对国家环境保护和可持续发展战略有着重要影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：提供一种全新的工业副产石膏型铸粉及其制备方法，取代传统使用天然石膏制备的繁琐步骤，且传统石膏型铸粉的耐膨胀收缩性差，强度差，溃散性差。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：