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