一种EVA膜法石膏芯制备方法

技术领域

本发明涉及一种石膏芯制备方法，属铸造加工技术领域。

背景技术

在模具制备中，经常会涉及到在模具中设置用于浇铸工件中形成特定型腔的芯模。目前工业化芯模成型较多采用盐芯和砂芯，但盐芯容易腐蚀模具，大幅降低了贵重模具的使用寿命；砂芯成型工件表面质量差，不符合相关工件使用的技术条件，且砂芯因透气，无法适用于复杂管道工件的成型。石膏芯相较与其他芯子应用于铸造，具有不腐蚀模具，导热系数低利于铸件保温成型，遇水溃散性好便于铸件清理，表面光洁度可达到Ra6.4，可极大改善和提高铸件的加工质量。直至目前尚未见于石膏芯模应用于铸造行业之原因：一、石膏水合物遇到水分时，它会因吸收水分并膨胀的固有特性，造成制备石膏芯的模具无法开模；二、石膏芯模在干燥过程中，表面极易产生大量的裂痕，同时也易因石膏材质而导致石膏芯模表面产生裂纹，从而严重影响石膏芯模表面质量。

因此，基于现有技术中存在的缺陷，需要开发一种新的石膏芯的制备方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种EVA膜法石膏芯制备方法，以克服以上缺陷满足实际设备运行工作的需要。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种EVA膜法石膏芯制备方法，包括如下步骤：

S1，原料配置，首先将用于制备石膏芯的改性石膏粉添加到搅拌设备，在对改性石膏粉持续匀速搅拌过程中，向改性石膏粉中匀速添加去离子水，通过搅拌得到粘稠糊状混合浆体，并保持搅拌状态下进行存储备用；

S2，石膏芯模具覆膜，准备特定型腔构造的模具，模具上有导气孔直接与抽气室的真空管相连接，将EVA薄膜放置在烘膜器下加热到软化状态，通过模具上的导气孔，将真空作用于软化的塑料薄膜，使之与模具紧密贴覆；

S3，成型石膏芯，将S1步骤制备的粘稠糊状浆体转移至石膏芯成型模具中，闭合模具，最后在保持真空度状态下自然静止20min，同时释放模具抽气室真空，并通入压缩空气反吹，使EVA膜与模具分开，开启模具即可得到成品石膏芯。

进一步的，所述的改性石膏粉由以下重量份数的组分构成：填料30%—45%，添加剂3%—5%，余量为半水石膏；其中所述填料由二氧化硅粉、石英玻璃纤维、高岭土熟料、铝矾土熟料、氧化铝、氧化锆粉、耐火粘土按重量比(55.2～60)：(17.8～18)：(15.8～16)：(2.8～3)：(1～2)：(0.8～1)构成；改性添加剂包括酒石硫酸钠、尿素和氧化硅凝胶，其中酒石硫酸钠使用量为半水石膏用量的0.2%~0.3%，尿素使用量为半水石膏用量的2.8%~3.8%，氧化硅凝胶使用量为半水石膏用量的2%~3.6%。

进一步的，所述的预制设备包括基座、作业台、升降驱动机构、型腔、电热丝、增压泵、负压泵、温度传感器及驱动电路，所述基座和作业台均为横断面呈矩形的板状结构，所述作业台与基座上端面间通过三维位移台连接，所述型腔至少一个，各型腔均通过升降驱动机构与基座上端面连接，同时型腔下端面与作业台上端面间相抵，所述型腔轴线与作业台上端面垂直分布，型腔上端面设一个导气口，所述导气口通过三通阀分别与增压泵、负压泵连通，所述增压泵、负压泵均与基座连接，并分别通过导流管与三通阀间连通，所述型腔内设至少两条电热丝，各电热丝嵌于型腔内侧面内，并环绕型腔轴线均布，同时型腔顶部和底部均设一个温度传感器，所述驱动电路与基座外侧面连接，并分别与三维位移台、三通阀、升降驱动机构、电热丝、增压泵、负压泵、温度传感器间电气连接。

进一步的，所述型腔包括下腔体、上腔体、密封环、控制阀及接线端子，其中所述下腔体、上腔体间同轴分布，且上腔体位于下腔体上方，且当上腔体和下腔体间闭合时构成闭合腔体结构，且密封环至少一条，为与下腔体、上腔体同轴的闭合环状结构，且各密封环位于下腔体、上腔体接触面之间位置，同时所述下腔体、上腔体外侧面分别与升降驱动机构间连接，并通过升降驱动机构沿与基座上端面垂直方向运动，所述上腔体顶部设至少一个导气口，所述导气口通过导流管与三通阀连通，同时导气口和三通阀之间的导流管上另设一个控制阀，所述接线端子至少两个，分别与下腔体、上腔体外侧面连接，同时所述控制阀和各接线端子均与驱动电路电气连接，且接线端子另与电热丝和温度传感器电气连接。

进一步的，所述升降驱动机构包括承载立柱、驱动齿条、驱动齿轮、驱动电机、承载套、导向滑套、承载滑轨、定位夹具，其中所述承载立柱与基座上端面垂直分布，其外侧面设至少一条与其轴线平行分布的驱动齿条，所述驱动齿轮嵌于承载套内，与驱动齿条间啮合并通过传动轴与驱动电机连接，且驱动电机与承载套内表面连接，所述承载套共两个，均为空心圆柱体结构，包覆在承载立柱外并与承载立柱同轴分布，且两承载套沿承载立柱轴线方向分布，所述导向滑套为与承载套同轴分布的空心圆柱体结构，包覆在承载套外并通过导向滑轨与承载套外侧面滑动连接，且所述承载滑轨至少一条，并为与承载套同轴分布的闭合环状结构，所述导向滑套外侧面另设至少一个定位夹具，两承载套所连接导向滑套通过定位夹具分别与下腔体、上腔体连接，所述驱动电机和定位夹具均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述驱动电路为以可编程控制器为基础的电路系统，同时驱动电路另设多路稳压电源和串口通讯电路。

进一步的，所述S2步骤中，在进行EVA薄膜布设时，EVA薄膜与型腔表面间通过静电连接。

本发明较现有的芯模，一方面具有良好的成型加工能力，有效的提高了石膏芯的加工质量和加工效率；另一方面有效的克服了传统石膏芯表面易开裂、表面光洁度不高及吸水后石膏芯膨胀的缺陷，从而极大的提高了石膏芯的整体质量，同时另有助于改善和提高基柱铸件的加工质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明制备方法流程示意图；

图2为预制设备结构示意图；

图3为型腔剖视局部结构示意图；

图4为升降驱动机构局部结构示意图。

实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

如图1所示，一种EVA膜法石膏芯制备方法，包括如下步骤：

S1，原料配置，首先将用于制备石膏芯的改性石膏粉添加到搅拌设备，在对改性石膏粉持续匀速搅拌过程中，向改性石膏粉中匀速添加去离子水，通过搅拌得到粘稠糊状混合浆体，并保持搅拌状态下进行存储备用；

S2，石膏芯模具覆膜，准备特定型腔构造的模具，模具上有导气孔直接与抽气室的真空管相连接，将EVA薄膜放置在烘膜器下加热到软化状态，通过模具上的导气孔，将真空作用于软化的塑料薄膜，使之与模具紧密贴覆；

S3，成型石膏芯，将S1步骤制备的粘稠糊状浆体转移至石膏芯成型模具中，闭合模具，最后在保持真空度状态下自然静止15min，同时释放模具抽气室真空，并通入压缩空气反吹，使EVA膜与模具分开，开启模具即可得到成品石膏芯。

其中，所述的改性石膏粉由以下重量份数的组分构成：填料30%，添加剂3%，余量为半水石膏；其中所述填料由二氧化硅粉、石英玻璃纤维、高岭土熟料、铝矾土熟料、氧化铝、氧化锆粉、耐火粘土按重量比55.2：17.8：15.8：2.8：1：0.8构成；改性添加剂包括酒石硫酸钠、尿素和氧化硅凝胶，其中酒石硫酸钠使用量为半水石膏用量的0.2%，尿素使用量为半水石膏用量的2.8%，氧化硅凝胶使用量为半水石膏用量的2%。

实施例

如图1所示，一种EVA膜法石膏芯制备方法，包括如下步骤：

S1，原料配置，首先将用于制备石膏芯的改性石膏粉添加到搅拌设备，在对改性石膏粉持续匀速搅拌过程中，向改性石膏粉中匀速添加去离子水，通过搅拌得到粘稠糊状混合浆体，并保持搅拌状态下进行存储备用；

S2，石膏芯模具覆膜，准备特定型腔构造的模具，模具上有导气孔直接与抽气室的真空管相连接，将EVA薄膜放置在烘膜器下加热到软化状态，通过模具上的导气孔，将真空作用于软化的塑料薄膜，使之与模具紧密贴覆；

S3，成型石膏芯，将S1步骤制备的粘稠糊状浆体转移至石膏芯成型模具中，闭合模具，最后在保持真空度状态下自然静止20min，同时释放模具抽气室真空，并通入压缩空气反吹，使EVA膜与模具分开，开启模具即可得到成品石膏芯。

本实施例中，所述的改性石膏粉由以下重量份数的组分构成：填料45%，添加剂5%，余量为半水石膏；其中所述填料由二氧化硅粉、石英玻璃纤维、高岭土熟料、铝矾土熟料、氧化铝、氧化锆粉、耐火粘土按重量比60：18：16：3：2：1)构成；改性添加剂包括酒石硫酸钠、尿素和氧化硅凝胶，其中酒石硫酸钠使用量为半水石膏用量的0.2%~0.3%，尿素使用量为半水石膏用量的2.8%~3.8%，氧化硅凝胶使用量为半水石膏用量的2%~3.6%。实施例3

如图1所示，一种EVA膜法石膏芯制备方法，包括如下步骤：

S1，原料配置，首先将用于制备石膏芯的改性石膏粉添加到搅拌设备，在对改性石膏粉持续匀速搅拌过程中，向改性石膏粉中匀速添加去离子水，通过搅拌得到粘稠糊状混合浆体，并保持搅拌状态下进行存储备用；

S2，石膏芯模具覆膜，准备特定型腔构造的模具，模具上有导气孔直接与抽气室的真空管相连接，将EVA薄膜放置在烘膜器下加热到软化状态，通过模具上的导气孔，将真空作用于软化的塑料薄膜，使之与模具紧密贴覆；

S3，成型石膏芯，将S1步骤制备的粘稠糊状浆体转移至石膏芯成型模具中，闭合模具，最后在保持真空度状态下自然静止20min，同时释放模具抽气室真空，并通入压缩空气反吹，使EVA膜与模具分开，开启模具即可得到成品石膏芯。

需要说明的，所述的改性石膏粉由以下重量份数的组分构成：填料40，添加剂4%，余量为半水石膏；其中所述填料由二氧化硅粉、石英玻璃纤维、高岭土熟料、铝矾土熟料、氧化铝、氧化锆粉、耐火粘土按重量比58：1.9：15.8：3：1.5：0.9构成；改性添加剂包括酒石硫酸钠、尿素和氧化硅凝胶，其中酒石硫酸钠使用量为半水石膏用量的0.25%，尿素使用量为半水石膏用量的3%，氧化硅凝胶使用量为半水石膏用量的3.5%。

实施例

如图1所示，一种EVA膜法石膏芯制备方法，包括如下步骤：

S1，原料配置，首先将用于制备石膏芯的改性石膏粉添加到搅拌设备，在对改性石膏粉持续匀速搅拌过程中，向改性石膏粉中匀速添加去离子水，通过搅拌得到粘稠糊状混合浆体，并保持搅拌状态下进行存储备用；

S2，石膏芯模具覆膜，准备特定型腔构造的模具，模具上有导气孔直接与抽气室的真空管相连接，将EVA薄膜放置在烘膜器下加热到软化状态，通过模具上的导气孔，将真空作用于软化的塑料薄膜，使之与模具紧密贴覆；

S3，成型石膏芯，将S1步骤制备的粘稠糊状浆体转移至石膏芯成型模具中，闭合模具，最后在保持真空度状态下自然静止20min，同时释放模具抽气室真空，并通入压缩空气反吹，使EVA膜与模具分开，开启模具即可得到成品石膏芯。

本实施例中，所述的改性石膏粉由以下重量份数的组分构成：填料35%，添加剂3.5%，余量为半水石膏；其中所述填料由二氧化硅粉、石英玻璃纤维、高岭土熟料、铝矾土熟料、氧化铝、氧化锆粉、耐火粘土按重量比59：17.8：16：2.8：1.2)：0.9构成；改性添加剂包括酒石硫酸钠、尿素和氧化硅凝胶，其中酒石硫酸钠使用量为半水石膏用量的0.2%，尿素使用量为半水石膏用量的3.8%，氧化硅凝胶使用量为半水石膏用量的2.6%。

如图2-4所示，所述的预制设备包括基座1、作业台2、升降驱动机构3、型腔4、电热丝5、增压泵6、负压泵7、温度传感器8及驱动电路9，所述基座1和作业台2均为横断面呈矩形的板状结构，所述作业台2与基座1上端面间通过三维位移台10连接，所述型腔4至少一个，各型腔4均通过升降驱动机构3与基座1上端面连接，同时型腔4下端面与作业台2上端面间相抵，所述型腔3轴线与作业台2上端面垂直分布，型腔4上端面设一个导气口11，所述导气口11通过三通阀12分别与增压泵6、负压泵7连通，所述增压泵6、负压泵7均与基座1连接，并分别通过导流管与三通阀12间连通，所述型腔4内设至少两条电热丝5，各电热丝5嵌于型腔4内侧面内，并环绕型腔4轴线均布，同时型腔4顶部和底部均设一个温度传感器8，所述驱动电路9与基座1外侧面连接，并分别与三维位移台10、三通阀12、升降驱动机构3、电热丝5、增压泵6、负压泵7、温度传感器间电气连接。

其中，所述型腔4包括下腔体41、上腔体42、密封环43、控制阀44及接线端子45，其中所述下腔体41、上腔体42间同轴分布，且上腔体42位于下腔体41上方，且当上腔体42和下腔体41间闭合时构成闭合腔体结构，且密封环43至少一条，为与下腔体41、上腔体42同轴的闭合环状结构，且各密封环43位于下腔体41、上腔体42接触面之间位置，同时所述下腔体41、上腔体42外侧面分别与升降驱动机构3间连接，并通过升降驱动机构3沿与基座1上端面垂直方向运动，所述上腔体42顶部设至少一个导气口11，所述导气口11通过导流管与三通阀12连通，同时导气口11和三通阀12之间的导流管上另设一个控制阀44，所述接线端子45至少两个，分别与下腔体41、上腔体42外侧面连接，同时所述控制阀44和各接线端子45均与驱动电路9电气连接，且接线端子45另与电热丝5和温度传感器8电气连接。

同时，所述升降驱动机构3包括承载立柱31、驱动齿条32、驱动齿轮33、驱动电机34、承载套35、导向滑套36、承载滑轨37、定位夹具38，其中所述承载立柱31与基座1上端面垂直分布，其外侧面设至少一条与其轴线平行分布的驱动齿条32，所述驱动齿轮33嵌于承载套35内，与驱动齿条32间啮合并通过传动轴与驱动电机34连接，且驱动电机34与承载套35内表面连接，所述承载套35共两个，均为空心圆柱体结构，包覆在承载立柱31外并与承载立柱31同轴分布，且两承载套35沿承载立柱31轴线方向分布，所述导向滑套36为与承载套35同轴分布的空心圆柱体结构，包覆在承载套35外并通过导向滑轨37与承载套35外侧面滑动连接，且所述承载滑轨37至少一条，并为与承载套35同轴分布的闭合环状结构，所述导向滑套36外侧面另设至少一个定位夹具38，两承载套35所连接导向滑套36通过定位夹具38分别与下腔体41、上腔体42连接，所述驱动电机34和定位夹具38均与驱动电路9电气连接。

本实施例中，所述驱动电路9为以可编程控制器为基础的电路系统，同时驱动电路另设多路稳压电源和串口通讯电路。

本发明较现有的石膏芯，一方面具有良好的成型加工能力，有效的提高了石膏芯的加工质量和加工效率；另一方面有效的克服了传统石膏芯表面易开裂、表面光洁度不高及吸水后石膏芯膨胀的缺陷，从而极大的提高了石膏芯的整体质量，同时另有助于改善和提高基柱铸件的加工质量。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。