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(shí)，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(guò)程中，型殼內(nèi)的水分遷移困難，難以干透；如果加熱溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又會(huì)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(lái)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(guò)程中失水不徹底問(wèn)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(lái)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(lái)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(cè)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(duì)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(shí)，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(shí)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(shí)，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(duì)加熱干燥過(guò)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(duì)型殼干燥過(guò)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