【航空工业行业标准(HB)】 铝合金石膏型精密铸造

中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准铝合金石膏型精密铸造
1主题内容与适用范围
HB/Z220.6--92
1.1本标准规定了熔模法和硅橡胶拔模法石膏型精密铸造铝合金铸件的铸造工艺程序和规范、主要工艺材料的要求及工艺过程的质量控制和技术安全等。1.2本标准适用于航空铝合金石膏型精密铸件的生产，民品亦可参照采用1.3按本标生产的铝合金精密铸件，应符合HB963或HB5480的规定2引用标准
HB5480
HB6103
HB5446
铝合金铸件
高强度铝合金优质铸件
铸件尺寸公差
铸造铝合金热处理
HB/Z220.5
3工艺特点及要求
铝合金熔模壳型精密铸造
铝合金石膏型精密铸造的工艺特点是用易熔模料或硅橡胶等制成精确的模型，用石膏浆料作铸型材料，铸件成形性好，可浇注复杂薄壁铸件，最小壁厚可达1mm左右。石膏型溃散性好，清理方便，石膏价格低廉，来源丰富，对人体无害，亦不污染环境。缺点是铸型透气性差，易于使铸件形成针孔和晶粒粗大：铸件干燥时间长，铸型材料回用困难，生产成本高，一般只适宜于其他方法难以生产的整体薄壁复杂铸件和有特殊要求的铸件。
铸件尺寸精度可达HB6103规定的CT4~6级，表面粗糙度可达Ra3.21.6um。4工艺程序
铝合金石膏型精密铸造主要工艺程序如下：航空航天工业部1992-10-04发布72
1992—11-01实施
配制模料
制造浇铸系统熔模
配制石膏浆料
合金熔炼
5主要工艺材料技术要求
主要工艺材料及要求应符合表1。序号
材料名称
硬脂酸
HB/Z220.6-92
制造易熔模或硅橡胶模
组合模组
模组脱蜡
浇灌铸型
脱蜡或拔出硅橡胶模
铸型干燥、焙烧
中间检验
热处理
技术标准
技术要求
熔点：52~56℃
线收缩率：0.5%~0.7%
熔点：70~71%
线收缩率：0.6%0.69%
配制硅橡胶
配制模料
配制模料
材料名称Www.bzxZ.net
聚合松香
聚苯乙烯
（醋酸乙烯共聚物）
聚二甲基硅氧烷
硅酸乙脂
二月桂酸二丁基锡
白碳黑
煤砾石粉
上店土
叙永土
石英粉、砂
方石英粉
铝矾土
玻璃纤维
变压器油
氯化钠
二水石膏
HB/Z220.6--92
续表1
技术标准
HB5344
SYB1605
HG-2-229
HB5345
HB5348
GB9442
JB2978
SY1351
GB1266
技术要求
115或140
熔点：80~85℃
线收缩率：0.78%~1.0%
熔点：80~85℃
线收缩率：0.78%~1.0%
熔点：67~80℃
熔点：280~300℃
醋酸乙烯含量：28%
熔融指数：250
软化温度：10~140℃
密度：1.15~1.25
粒度：70~320月
粒度：70~320自
粒度：70~320目
粒度：70~320日
粒度：270~320图
粒度：270~320用
直径：5~10um
长度：5~10um
10号或25号
配制模料
配制模料
配制模料
配制模料
配制模料
配制模料
配制模料
硅生胶
固化剂
促进剂
增强填料
石膏型填料
石膏铸型填料
石膏铸型填料
石膏铸型填料
石铸型填料
石膏铸型填料
石膏铸型增强剂
脱模剂
石膏铸型促凝剂
石膏铸型促凝剂
石膏铸型缓凝剂
材料名称
硅溶胶
正辛醇
u型半水石膏
β型半水石膏
6配制模料
按HB/Z220.5第6章。
准备型芯及制造熔模
HB/Z220.6—92
续表1
技术标准
HB5316
按HB/Z220.5第7章和第8章。
制造浇注系统熔模
按HB/Z220.5第9章。
组合模组
按HB/Z220.5第10章。
10制造硅橡胶模
10.1配制硅橡胶按表2进行。
技术要求
Si02:24%~28%
熔点：-16℃
沸点：194~195℃
密度：0.827
抗压强度：≥15MPa
初凝时间：8~10min
终凝时间：12~18min
标准稠度：≤40
粒度：200口筛余
抗压强度：≥8MPa
初凝时间：5~7min
终凝时间：9～12min
粒度：200日筛余
石宵铸型缓凝剂
消泡剂
铸型材料
铸型材料
聚二中基硅氧烷
硅酸乙脂
二月栈酸二丁基锡
白碳黑或其他填料
HB/Z220.6-92
硅生胶
固化剂
促进剂
增强填料
将上述配料在容器内混合均匀，用减压方法脱除气体。根据发泡的激烈程度随时调整真10.2
空度.反复数次，直至不产生气泡为止。10.3在母模上涂上分型剂，一般用变压器油，然后注入配制好的硅橡胶，在室温下固化约2h，去掉母模并作适当修整即可使用。配制石膏涂料
石膏浆料的组成和性能
11.1.1每批石旁粉应定期或在改变原材料定点时按表3要求检查其主要性能。表3
抗压强度，MPa
石膏类型
凝固时间，min
注：(D扰压强度于凝固后自然于燥24h再测定(②)凝固时间采用维卡仪测定，标准稠度采用圆柱形稠度计测定。11.1.2石膏浆料的典型配方见表4。序号
石膏石英粉或砂
以方石英粉莫来石粉或砂
以铅矾
标准稠度
玻璃纤维
200目筛余，%
混水量（外加）
HB/Z220.6-92
注：①方石英为普通石英焙烧到1400～1500C转变而成。②天然莫来石粉或砂可为煤研石、上店土等。③混水量因原材料不同可有所增减、应采用饮用水，①第5号配方只适合于拔模法造型。11.1.3石膏浆料中按工艺需要，可配入一定数量的促凝剂、缓凝剂和消泡剂，以保证石膏铸型有良好的工艺性能。
11.1.4熔模铸造用石膏铸型的主要典型性能见表5。表5
抗压强度，MPa
11.2配制石膏浆料
凝固时间，min
10～14
流动性
150~250
线膨胀率，%
加热至700℃
石膏浆料最好在真空搅拌机中配制，其工艺参数列于表6。表6
加料顺序
干态混合料加入（水十纤维）
搅拌转速，r/min
200～400
注：水温应控制在1525C或根据需要调整。12
浇灌铸型
搅拌真空度，kPa
冷却至室温
-0.8~-0.4
搅拌时间，min
制备好的石膏浆料应在1～2min内浇灌铸型，操作时应保持浆料流动平稳，避免冲击和12.1
卷入空气。
对于形状复杂的模组最好在真空条件下浇灌成型，真空度不低于5kPa。12.2铸型凝固后可在型腔背面用直径为1～2mm的钢针均匀地扎出通气孔。13脱蜡
铸型石膏凝固后在空气中放置24h即可脱蜡，脱蜡操作可在约100℃的蒸汽中进行，脱蜡时间为1h左右，以基本脱净蜡料为准。允许采用微波脱蜡。14
铸型干燥、焙烧
14.1脱蜡后的铸型应经24h以上的自然干燥方能装炉加热干燥和焙烧。石膏型宜在炉气循环式炉中干燥焙烧。干燥焙烧规范应根据铸型大小、厚薄确定，一般推荐如下规范：对于拔模石膏型：
80~100℃
145~155℃
对于熔模石膏型：
80~100℃
200~300℃
2～3h
145~155℃
3..5～4.5h
650~700℃
1.5～2.5h
HB/Z220.6-92
245~255℃
245~255℃
545~555℃
345~355℃
345~355℃
445~455℃
铸型干燥焙烧时的升温和降温速度应缓慢、平稳、严禁急冷急热。14.2
铸型干燥时应使用托板，以防止铸型变形。14.4
组合铸型应组合后干燥。
14.5采用微波干燥时，应在石膏浆料中预先加入一定数量的Fe30，粉末，促进自身发热，去除结晶水。
有缺陷的石膏型允许在干燥前修补。合金熔炼
合金熔炼按HB/Z160进行，
含硅量大于6%的铝合金般应进行变质处理浇注
石型可采用真空吸注、减压浇注和真空加压等方法浇注，工艺参数列于表7表？
浇铸方法
工艺参数
石型温度，℃1)
浇注温度.℃
真空度，kPa
结晶压力，MPa
真空吸注
200～300
680~720
注：1)拔模法石膏型温度应为150～200℃清理
铸件清理按HB/Z220.5第19章。
热处理
铸件热处理按HB5446进行。
减压浇注
250～350
700~750
真空加压浇注
250~350
700~750
0.5～0.6
19检验
HB/Z220.6-92
铸件检验按HB963、HB5480或专用技术文件进行。20质量控制
根据铸件特点合理选择模料和石膏铸型材料以满足尺寸精度和表面粗糙度的要求。20.1
20.2熔模和硅橡胶模使用前应仔细除油，以增加模型表面与石浆料的浸润能力。20.3石膏浆料的水与石膏之比应控制适当，以保证石膏浆料有足够的流动性和铸型强度。20.4水温、水质是影响石膏材料凝固时间及其他性能的重要因素，一般水温应控制在15～25，水质应选用饮用水。
20.5石膏浆料的混制直接影响石音型的性能和表面质量，应先将各种材料干混，然后再倒入水中壶混，搅拌时间既要充分又不可过长。20.6浆料浇灌时间应适宜，过早会使凝固时间延长，造成铸型分层，过晚则不易成形。20.7
真空灌浆时应控制好真空度，并使浆料平稳流动，以保证铸型完全充填。20.8
铸型脱蜡应保证石膏型不开裂和鼓胀。铸型应一次干燥，禁止反复加热，否则影响铸型尺寸精度和表面粗糙度。20.9
浇注压力不可过人，以免铸件形成披缝。20.10
复杂薄壁铸件在清砂和热处理过程中应避免铸件变形。21技术安全
21.1易模及硅橡胶模的原材料均属易燃品，生产过程中应加强管理，以防火灾。浇注工部应保持干燥，浇注时操作者应穿戴好防护用品。21.2
附加说明：
HB/z220.6—92
本标准由航空航天工业部航空材料、热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由航空航天工业部511厂、南方动力机械公司、355厂、621所负责起草。本标准主要起草人：程家宁、黄星亮、熊仪、朱正群、衰成祺。80
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