石膏模具制作对工艺参数有什么要求_石膏基本性质

为了获得强度高、使用周期长、吃浆性能好的模具，除了要选择好石膏粉外，还要讲究模具的浇注方法，把握好关键性的工艺参数。这些工艺参数包括膏水比、搅拌时间及方法、真空脱气及水温的控制、脱模时间及脱模剂的选择、减小模具厚度等等。

1、膏水比

在其他工艺条件不变的情况下，膏水比越大，石膏浆的凝结速度越快，模具的强度越高，吸水率越小。膏水比的最佳范围因半水石膏的种类不同而有所不同，使用α-半水石膏应当比β-半水石膏大一些。过去传统的工艺方法一般认为膏水比在(1.25～1.28)：1的范围为最佳。近年来，随着国外先进技术的引入和国内α型高强石膏粉的使用，以及成形方法由单面吃浆多块粘结向组合浇注一次成形的方向发展，模具的膏水比也随之增大，许多厂使用(1.3～1.5)：1的膏水比浇注出了强度高、寿命长、吃浆性能好的模具。因此可以通过适当提高膏水比来提高模具的强度，延长使用寿命。

2、搅拌与抽真空

石膏浆的充分搅拌可以使石膏与水混合均匀，气孔分布均匀，有利于提高模具强度和改善吃浆性能。但延长搅拌时间会使石膏浆的凝固速度显著加快，这一点又不利于浇注操作。石膏浆的搅拌工艺除了包括搅拌时间还包括搅拌机的转数、叶轮的形状、角度等，一般的搅拌机都有固定的转数(～r/min)和叶轮形状，所以只要控制好搅拌时间即可。采用高速搅拌或延长搅拌时间，可将正在生成的结晶搅成更小的结晶，有利于提高模具的表面硬度。

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过去搅拌时间一般控制在1～2min，但现在可以采用凝结速度较慢的熟石膏或加入缓凝剂可使搅拌时间延长为3～5min，这样对提高模具质量十分有利。

在石膏浆搅拌的过程中进行抽真空处理，是模具浇注中的又一项技术。真空搅拌可以抽出混入石膏浆内的气泡，使模具内气孔分布均匀，从而提高了模具强度和吃浆性能。不用真空搅拌浇注的模型内部，往往夹杂大批气泡，模型使用到中期以后，其内部的气泡显露，从而造成修坯困难，产品缺陷增多，有时甚至造成模型提前报废，而使用真空搅拌浇注的模型则从根本上解决了这一老大难问题。

3、水的纯度和温度控制

制作石膏模具一般用自来水，很少对水的纯度加以控制，其实水中往往含有大量的杂质，除少部分参与了水化反应外，大部分留在了模具中，会与石膏发生反应，损害模具，因此尽可能选用纯度较高的水可提高模具质量。水温对石膏浆的凝结速度、模具强度及膨胀率都有影响，尤其对凝结速度的影响较大。据有关资料介绍，在其他条件不变的情况下，使用20℃的水比使用8℃的石膏浆的初凝时间缩短1/3以上。

4、脱模时间的控制及脱模剂的选择

脱模时间也是一个重要的工艺参数，过去一般都是凭借操作工人的经验来控制，其实这样做是不科学的，提前脱模因为石膏浆未达到终凝，内部的结构还比较脆弱，会破坏其内部结构，造成强度下降甚至出现裂纹；同样脱模时间延长也不利，因为石膏在固化时要产生体积膨胀，并同时放热，如果不及时脱模，模具的膨胀和放热效应会对母模造成损害，也会造成脱模困难。正确的方法应是，根据本批次模具石膏的终凝时间作为脱模时间的参考，在生产中认真执行。

关于脱模剂的选择，国内一般用植物油或化学脱模剂，这两种脱模剂的脱模效果良好，但有时会因为涂层不均匀而造成模具表面的波纹状纹斑，现在的新工艺倾向于使用钾皂液作为脱模剂，钾皂液的主要优点是涂层较薄，可以避免脱模剂涂层的不均匀而造成的模具表面缺陷，而且钾皂液会与石膏发生化学反应生成油酸钙，这种生成物不溶于水，在提高模具表面硬度的同时又不影响吃浆性能。

5、减薄模具的厚度、设计合理的外型

普通石膏模具的厚度较厚，一般在65～90mm左右。究其原因，是由于石膏的强度太差，易破损，有的达到mm，既浪费了石膏，增加成本，又造成搬运困难。加大工人的劳动强度，并且不易干燥，也加大所占用的空间。根据经验值，如用高强度、气孔率在36％左右的模具，单面吃浆可设计成厚度为40～50mm，双面吃浆可设计成厚度为25～35mm，因而可减少1/3～1/2的石膏粉用量，并可降低成本和重量。

6、模具的干燥

模具的干燥温度一般不应超过55℃，超过此范围会造成二水石膏脱水，使模具粉化、报废。在生产中一般采用自然晾晒的方法进行干燥，在冬天气温较低或模具急需使用的情况下也可以采用强制干燥的方法，将模具加热到70℃，待半干后(含水率在15％～20％)，再移至50℃以下的环境中进行干燥。这样做是因为模具在含水较多的情况下，所吸收的热量大都被蒸发的水气带走，模具本身的温度并不高，不致使二水石膏脱水。此外模具在干燥的过程中会产生微量的体积收缩，容易变形，因此在干燥的过程中不要分块放置，要把模具放平、垫实、上紧夹具，避免磕碰，在室外晾晒的模具要避免淋雨。

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