蒲絨纖維增強(qiáng)精鑄石膏型殼的性能研究.pdf

1、石膏型鑄造技術(shù)廣泛應(yīng)用于薄壁復(fù)雜的有色合金鑄件的生產(chǎn)，其所生產(chǎn)鑄件精度高，表面質(zhì)量好。但用石膏型生產(chǎn)鑄造鋁合金鑄件時，特別容易產(chǎn)生較大的針孔度，導(dǎo)致鑄件質(zhì)量不合格。這與石膏型的干燥質(zhì)量有密切關(guān)系。石膏型殼致密性好，在干燥過程中，型殼內(nèi)的水分遷移困難，難以干透；如果加熱溫度過高、時間過長，又會導(dǎo)致型殼力學(xué)性能降低。為確保型殼具有足夠的力學(xué)性能，通常采用增加型殼的壁厚來實(shí)現(xiàn)。然而，型殼厚度的增加卻使得型殼干燥失水變得更加困難。因此，高強(qiáng)、薄

2、壁石膏型殼是從根本上解決石膏型殼在加熱過程中失水不徹底問題的關(guān)鍵，也是減少或消除石膏型鑄造鋁合金鑄件針孔缺陷的前提。
　　為獲得高強(qiáng)、薄壁石膏型殼，本文采用蒲絨纖維為增強(qiáng)材料來增強(qiáng)石膏型。將0.1％~0.6%(占石膏混合料質(zhì)量分?jǐn)?shù))的蒲絨纖維加入到石膏型混合料中來制備纖維增強(qiáng)石膏型。采用TG-DSC熱分析儀研究石膏原粉（α半水石膏）、石膏型殼試樣的熱穩(wěn)定性，用XRD分析其物相組成；測試了纖維增強(qiáng)石膏型殼試樣的濕態(tài)、干態(tài)抗拉強(qiáng)度；結(jié)

3、合SEM試樣斷口形貌觀察，研究纖維加入量對型殼濕態(tài)、干態(tài)抗彎強(qiáng)度和烘干后殘余水含量的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn)，蒲絨纖維在加入量為0.4%時，與石膏型混合料不能均勻混合，出現(xiàn)結(jié)束、結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。因此選擇球磨處理纖維，球磨后的纖維容易均勻分散在石膏型混合料中，球磨纖維在0.6%時仍可均勻分散在石膏混合料中。與未添加纖維試樣相比，加入球磨處理纖維后，型殼的濕態(tài)、干態(tài)抗彎強(qiáng)度均顯著提高。當(dāng)加入量為0.4%時，型殼試樣的濕強(qiáng)度達(dá)到1.842MPa，

4、提高了17.8%，型殼試樣的干態(tài)強(qiáng)度達(dá)到3.321MPa，提高了32%，增強(qiáng)效果顯著。石膏型殼試樣的熱穩(wěn)定分析結(jié)果表明，石膏型在加熱干燥的123.1℃~175.5℃溫度范圍內(nèi)主要脫去大量自由水，在324.0℃~365.8℃溫度范圍內(nèi)脫去二水石膏結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的結(jié)晶水。對加熱干燥過程中纖維增強(qiáng)石膏型殼的質(zhì)量損失進(jìn)行研究，表明纖維加入量對型殼干燥過程影響較明顯，隨著纖維加入量的增加，型殼試樣的質(zhì)量損失增大。
　　因此，纖維加入量控制在0