鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則制定過程

鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則制定背景

石膏型熔模鑄造工藝是制作薄壁、復(fù)雜、整體、高精度有色合金鑄件的一種獨(dú)特鑄造技術(shù)，采用該工藝成形的鑄件尺寸公差可達(dá)0.1mm、表面粗糙度可達(dá)Ra3.2～0.8、最小壁厚可以達(dá)到0.8～1.5mm，甚至局部允許0.4mm、最大重量可達(dá)908kg。

隨著中國航空航天、電子、光學(xué)、兵器等領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)零件形狀的要求越來越復(fù)雜，尺寸精度和表面光潔度要求也越來越嚴(yán)格，鋁合金石膏型熔模鑄造的獨(dú)特潛在優(yōu)勢(shì)逐漸受到鑄造企業(yè)及科研人員的重視。早在20世紀(jì)80年代中國就已經(jīng)引進(jìn)中國以外先進(jìn)石膏型熔模鑄造技術(shù)，但主要局限于航空航天、兵器、電子等領(lǐng)域薄壁復(fù)雜高精度鋁合金零部件的小批量研制及生產(chǎn)，未得到廣泛應(yīng)用。

鋁合金石膏型熔模鑄造工藝在中國個(gè)別汽車及貴重金屬首飾制品企業(yè)得到較大的推廣應(yīng)用。但該工藝作為一種對(duì)中國整體國民經(jīng)濟(jì)有較大促進(jìn)作用的先進(jìn)技術(shù)，卻并不被廣大鑄造企業(yè)所熟知，沒有得到充分的利用。另外，中國對(duì)石膏型熔模鑄造的工藝要求及石膏型用鑄型粉性能試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則等方面缺少統(tǒng)一的行為規(guī)范，各生產(chǎn)企業(yè)自行確定。此外，在鋁合金石膏型鑄造安全技術(shù)、職業(yè)健康安全以及環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范等方面一直處于空白，對(duì)中國石膏型熔模鑄造鋁合金鑄件的安全生產(chǎn)、從事此職業(yè)員工的健康以及環(huán)境保護(hù)等方面缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。因此，制定了國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 39314-2020）。

鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則編制進(jìn)程

• 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

2019年10月24日，國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（20193160-T-469）下達(dá)，項(xiàng)目周期24個(gè)月，由TC54（全國鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）提出并歸口上報(bào)，TC54SC3（全國鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)鑄造有色合金分會(huì)）執(zhí)行，主管部門為中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)。

• 發(fā)布實(shí)施

2020年11月19日，國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 39314-2020）由中華人民共和國國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布。

2021年6月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 39314-2020）實(shí)施。

鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則制定依據(jù)

國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 39314-2020）依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則起草工作

主要起草單位：沈陽鑄造研究所有限公司、深圳市景鼎現(xiàn)代科技有限公司、廣東鴻圖南通壓鑄有限公司、中北大學(xué)、長(zhǎng)沙戴卡科技有限公司、山西瑞格金屬新材料有限公司、河南平原光電科技有限公司。

主要起草人：馮志軍、李宇飛、孫魯洪、阮明、常移遷、趙宇宏、侯華、劉欽雙、劉軍、閆國慶、馬曉虎、呂三雷。

參考資料：

《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 39314-2020）規(guī)定了鋁合金石膏型鑄造的工藝過程、石膏鑄型制備、石膏鑄型粉及鑄型性能檢測(cè)、鑄件澆注工藝及設(shè)備、鑄件清理、鑄件檢驗(yàn)及廢舊石膏型的處理。該標(biāo)準(zhǔn)適用于鋁合金鑄件的石膏型鑄造工藝過程。

參考資料：

《鋁合金石膏型鑄造通用技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 39314-2020）有利于更好地推廣這種先進(jìn)的鑄造技術(shù)、充分發(fā)揮其作用，規(guī)范石膏型材料的性能及鑄件的生產(chǎn)質(zhì)量；控制職業(yè)健康安全風(fēng)險(xiǎn)并改進(jìn)其績(jī)效，改善員工作業(yè)環(huán)境并控制污染物的排放，充分合理利用資源，保護(hù)環(huán)境；促進(jìn)石膏型熔模鑄造行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展等。 2100433B

1、簡(jiǎn)介及工藝流程??

金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是將熔煉好的鋁合金澆入金屬型中獲得鑄件的方法，鋁合金金屬型鑄造大多采用金屬型芯，也可采用砂芯或殼芯等方法，與壓力鑄造相比，鋁合金金屬型使用壽命長(zhǎng)。??

2、鑄造優(yōu)點(diǎn)???

(1)?優(yōu)點(diǎn)??

金屬型冷卻速度較快，鑄件組織較致密，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，力學(xué)性能比砂型鑄造高15%左右。??

金屬型鑄造，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，表面粗糙度優(yōu)于砂型鑄造，廢品率低。????

勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率高，工人易于掌握。???

(2)?缺點(diǎn)??

金屬型導(dǎo)熱系數(shù)大，充型能力差。??

金屬型本身無透氣性。必須采取相應(yīng)措施才能有效排氣。????

金屬型無退讓性，易在凝固時(shí)產(chǎn)生裂紋和變形 。

采用砂粒、粘土及其他輔助材料制成鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型的材料統(tǒng)稱為造型材料。有色金屬應(yīng)用的砂型由砂子、粘土或其他粘結(jié)劑和水配制而成。???

鋁鑄件成型過程是金屬與鑄型相互作用的過程。鋁合金液注入鑄型后將熱量傳遞給鑄型，砂模鑄型受到液體金屬的熱作用、機(jī)械作用、化學(xué)作用。因此要獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件除嚴(yán)格掌握熔煉工藝外，還必須正確設(shè)計(jì)型（芯）砂的配比、造型及澆注等工藝 。???

石膏模鑄造是從珠寶和牙科行業(yè)中發(fā)展而來的技術(shù)，主要用于生產(chǎn)尺寸相對(duì)較小的零件。

與傳統(tǒng)制殼工藝相比，生產(chǎn)時(shí)間較短，所以在快速原型制作中逐漸頻繁使用。在石膏灌注機(jī)中，石膏粉和水在真空狀態(tài)下混合，然后灌入裝著蠟樹的小金屬型箱中，因此也叫做型箱技術(shù)。當(dāng)石膏固化后，型箱被逐步加熱到鑄造溫度300 – 500 °C。然后根據(jù)鑄造材料不同冷卻下來。完成澆鑄后，用高壓水流破碎模殼，然后從石膏中取出零件。最后將零件送去熱處理。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 表面質(zhì)量特別好。

2. 材料只在需要時(shí)攪拌混合。

3. 無須型芯。

4. 用水破碎模殼簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：

1. 只適用于中小尺寸的零件。

2. 只適用于低熔點(diǎn)合金，比如鑄鋁，不適用鋼和高溫合金。

3. 材料用量大，浪費(fèi)多。

4. 由于凝固時(shí)間較長(zhǎng)（與型箱尺寸有關(guān)），鑄件質(zhì)量不佳。