專利名稱：一種石膏烘干用組合物及石膏模具制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石膏烘干用組合物，另外，本發(fā)明還涉及一種石膏制模的制備方法。
背景技術(shù)：
石膏型鑄造是一種特征鑄造工藝，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，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、耗時長、并且費用高進而影響了新產(chǎn)品的開發(fā)進度。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)模具開模之前進行產(chǎn)品的試驗和小批量生產(chǎn)，可以有效地節(jié)約開發(fā)時間和費用。在石膏型焙燒前需進行低溫烘干以去除石膏型中的大量水分，通常該過程是在露天放置1-2天的時間來完成，本申請的發(fā)明人偶然發(fā)現(xiàn)在起模后的石膏型表面均勻涂刷含有一定濃度的堿土金屬氯化物的溶液，可以有效的降低低溫烘干的時間，從而大大縮短了石膏模具的制備過程?；谝陨习l(fā)現(xiàn)，申請人完成了以下發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面，涉及一種石膏烘干用組合物，特征在于其包含0. 5-1. 5wt% 的堿土金屬氯化物。優(yōu)選的，其中的堿土金屬優(yōu)選，由鈉、鉀、鎂和鈣所組成的組中的一種或多種物質(zhì)。優(yōu)選的，所述的組合物中還含有0. 2-0. 5wt%的硝酸鹽，并且優(yōu)選硝酸鈉、硝酸鉀、 硝酸鈣、硝酸鋁、硝酸鎂中的一種或多種。本發(fā)明的另一方面，涉及一種石膏模具的制備方法，其包括施加上述組合物至干燥硬化后的石膏型表面的步驟。優(yōu)選的，施加上述組合物可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知方法，優(yōu)選例如涂刷法、噴涂法。優(yōu)選的，烘干步驟中，烘干溫度為60-80°C ；烘干時間為5-15小時，更優(yōu)選的，烘干時間為5-10小時，最優(yōu)選的，烘干時間為5-8小時。
申請人預(yù)計本發(fā)明的組合物之所以能夠大大縮短低溫烘干的時間，原理可能在于上述組合物能夠破壞硬化后石膏型表面的薄膜層。我們都知道，石膏型需進行低溫烘干以去除石膏型中的大量水分。石膏型烘干過程即石膏型中水分遷移擴散的過程。擴散有兩類，物體內(nèi)部水分移動稱為內(nèi)擴散，物體表面水分向外界擴散則為外擴散。內(nèi)擴散又因為其形成不同而分為水分熱擴散和濕擴散。熱擴散是由物體內(nèi)部存在溫度梯度引起的，水分子由溫度較高處向溫度較低處移動；而濕擴散則是由物體內(nèi)部存在水分子梯度引起，水分子向含水量減小的方向移動，表現(xiàn)為水分子從物體內(nèi)部向表面移動。如果物體中的溫度梯度與水分梯度方向一致時，即物體內(nèi)部溫度高于表面溫度時，物體中熱擴散和濕擴散的方向也一致，這就加速了物體的干燥，也不會影響干燥的質(zhì)量。反之，當熱擴散比濕擴散強烈時，物體內(nèi)部的水分不但擴散不到物體表面，反而物體表面的水分會往內(nèi)部移動，物體水分難以排除。因此，為了加速內(nèi)擴散，必須使物體表面的溫度低于內(nèi)部溫度。當施加上述組合物時，不僅破壞了石膏型表面的薄膜層，而且有利于熱量進入石膏型內(nèi)部，并聚集，并通過石膏型內(nèi)部低溫下的放熱反應(yīng)，以及石膏型表面的吸熱蒸發(fā)，使得石膏型內(nèi)部的溫度高于表面周圍的溫度，從而內(nèi)擴散和外擴散的作用產(chǎn)生正向的疊加作用；并且由于破壞了表面的薄膜層，也顯著加速了低溫烘干過程。以下將通過具體實施例，來對本發(fā)明做出進一步的說明，需要指出的是上述未明確的用來制備石膏模具的工藝步驟，均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法，或者采用簡單的變換手段，對公知方法進行變形，進而得到的方法。
具體實施例以下將通過具體實施例，來對本發(fā)明做出進一步的說明，需要指出的是上述未明確的用來制備石膏模具的工藝步驟，均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法，或者采用簡單的變換手段，對公知方法進行變形，進而得到的方法。申請人需要強調(diào)的是，以下實施例僅僅是為了詳細說明發(fā)明的內(nèi)容的需要，而不能認為是對本發(fā)明的限制。本發(fā)明要求保護的范圍，以權(quán)利要求書所限定的技術(shù)方案為準。實施例1(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸鈉0. Olwt %，純堿0.05wt%，余量為半水石膏；水固比為 1 Iwt % ；(2)真空混合攪拌按照1 1的比例稱量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,攪拌速度 400r/min，攪拌時間為^iiin ；(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，灌漿結(jié)束時，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為5 X IO3Pa ；灌漿時間為30sec ；(4)石膏型烘干灌漿后的石膏型，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，其后涂刷Iwt%的氯化鈉溶液，烘干溫度為70°C，烘干時間12小時。(5)焙饒烘干后的石膏型，經(jīng)過300°C的焙燒，焙燒時間2小時。實施例2(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸鈉0. Olwt %，純堿0.05wt%，余量為半水石膏；水固比為 1 Iwt % ；(2)真空混合攪拌按照1 1的比例稱量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,攪拌速度 400r/min，攪拌時間為^iiin ；(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，灌漿結(jié)束時，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為5 X IO3Pa ；灌漿時間為30sec ；(4)石膏型烘干灌漿后的石膏型，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，其后涂刷由的NaCl+0. 5wt %的硝酸鈉組成的溶液，烘干溫度為 70°C，烘干時間7小時。(5)焙饒烘干后的石膏型，經(jīng)過300°C的焙燒，焙燒時間2小時。實施例3(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸鈉0. Olwt %，純堿0.05wt%，余量為半水石膏；水固比為 1 Iwt % ；(2)真空混合攪拌按照1 1的比例稱量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,攪拌速度 400r/min，攪拌時間為^iiin ；(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，灌漿結(jié)束時，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為5 X IO3Pa ；灌漿時間為30sec ；(4)石膏型烘干灌漿后的石膏型，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，其后涂刷由Iwt%的NaCl+0. 5wt%的KNO3組成的溶液，烘干溫度為70°C， 烘干時間5小時。(5)焙燒烘干后的石膏型，經(jīng)過300°C的焙燒，焙燒時間2小時。對比例(1)石膏料配比白水泥IOwt %，多聚磷酸鈉0. Olwt %，純堿0.05wt%，余量為半水石膏；水固比為 1 Iwt % ；
(2)真空混合攪拌按照1 1的比例稱量定量的上述石膏混合料和水；真空度5 X IO3Pa,攪拌速度 400r/min，攪拌時間為^iiin ；(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，灌漿結(jié)束時，立即打開灌漿室；其中灌漿室的真空度為5 X IO3Pa ；灌漿時間為30sec ；(4)石膏型烘干灌漿后的石膏型，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，烘干溫度為70°C，烘干時間20小時。(5)焙饒烘干后的石膏型，經(jīng)過300°C的焙燒，焙燒時間2小時。實施例1-3和比較例制備所得的石膏模具的抗彎性能列在表1中。表1性能參數(shù)。
權(quán)利要求
1.石膏烘干用組合物，特征在于其包含0.5-1. 5wt%的堿土金屬氯化物。
2.權(quán)利要求1所述的石膏烘干用組合物，其特征在于所述的堿土金屬選自由鈉、鉀、鎂和鈣所組成的組中的一種或多種。
3.權(quán)利要求1或2所述的石膏烘干用組合物，其特征在于所述的組合物中還含有 0. 2-0. 5wt%的硝酸鹽。
4.權(quán)利要求3所述的石膏烘干用組合物，其特征在于所述的硝酸鹽選自硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸鋁、硝酸鎂中的一種或多種。
5.石膏模具的制備方法，其包括施加權(quán)利要求1-4中任一種的石膏烘干用組合物至干燥硬化后的石膏型表面的步驟。
6.權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于通過涂刷或噴涂方法施加石膏烘干用組合物。
7.權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于烘干步驟中，烘干溫度為60-80°C;烘干時間為5-15小時。
8.權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于烘干時間為5-8小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石膏烘干用組合物，特征在于其包含0.5-1.5wt％的堿土金屬氯化物。還涉及一種石膏模具的制備方法，其包括施加上述組合物至干燥硬化后的石膏型表面的步驟。本申請的組合物和所述的方法，在大大縮短烘干時間的同時，并未影響到石膏模具的性能；而且由于所述的組合物原料成本極低，施加方法簡單，因而本發(fā)明具有良好的實用性。
文檔編號C04B40/00GK102344260SQ20111015832
公開日2012年2月8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