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石膏用于制作石膏模需要滿足哪些條件?如何延長石膏模具使用壽命?

[發(fā)布時間:2016/1/29]


       要了解石膏模的制作過程首先要了解石膏的兩個反應(yīng)過程。

       首先是熟石膏的生產(chǎn)過程。制造石膏模所用的石膏粉,是將塊狀的天然石膏(CaSO4·2H2O)在溫度160—190℃范圍內(nèi)(視石膏性質(zhì)不同,根據(jù)試驗確定)煅燒生成半水石膏 (CaSO4·1/2H2O)稱為熟石膏。

       再者是石膏的固化過程。天然石膏晶體受到破壞的熟石膏成為孔質(zhì)的微細(xì)晶粒,因而具有吸水的特性。所生成的半水石膏與水拌和以后仍能轉(zhuǎn)變成二水石膏。這個反應(yīng)具有膠凝性質(zhì),稱為熟石膏的固化過程。固化過程實(shí)際上包括“凝結(jié)”和“硬化”兩個階段。膠凝性能用“初凝”與“終凝”這兩個參數(shù)來衡 量。“初凝”是指從調(diào)成石膏漿到石膏漿變稠所需的時間,“終凝”是指從具有可塑性到失去可塑性所需要的時間。固化過程為放熱反應(yīng),但體積沒有收縮,且略有膨脹,體積約增加1%,有利于充滿母模,得到棱角清晰的模型,并具有很大的吸水性。陶瓷工業(yè)就是利用這一特性來制成石膏模供成型陶瓷坯體用,這也是石膏粉為什么能制成石膏模子成型的主要原因。

       根據(jù)金九石膏十年生產(chǎn)經(jīng)驗而言,金九石膏認(rèn)為作石膏模用的石膏應(yīng)具備下列條件:

       ①凝固要快,但也要有充分的工作時間(一般由澆模到出模約20分鐘,初凝則在4分鐘以上)。

       ②硬化后應(yīng)比較堅硬,強(qiáng)度要高。

       ③與水混合后須有適宜的稠度,以便流入模型中每一個細(xì)小的角落里。

       ④每平方厘米900孔篩上的余渣不大于0.5%。

       ⑤ 石膏粉加水調(diào)成漿料后,經(jīng)過5—8分鐘后,便會開始凝固起來,這時它又變成二水石膏,并且放出熱量。理論上半水石膏需要加水約19%。實(shí)際上加入的水份遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過此量,通常100份石膏粉加水70—90份(多指注漿用的石膏模),如果是旋坯和熱模濕壓的模型加水60—70份,石膏母模加水30—40份。

       ⑥制成的石膏模型必須具有足夠高的氣孔率。注漿成型用的要求約40—50%,可塑旋壓成型用的通常在30—40%之間。石膏模型有一定的使用壽命,一般可塑成型用模型的使用壽命約100—250次,注漿成型用模型只有50—150次。其損壞原因主要有以下三方面:其一是模型 本身強(qiáng)度不高,易被碰裂或壓裂;其二是模型工作面被坯料中泥粒磨損而報廢;其三是注槳用模型由于模型與坯料槳中電解質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)造成模型的毛細(xì)孔中與表面 上產(chǎn)生硫酸鈉析晶,而降低吸水能力。石膏模的壽命不但取決于合理的使用,還與制模的石膏質(zhì)量和操作工藝過程有關(guān)。如石膏粉炒制溫度過高或過低,石膏粉顆粒粗大,澆注時加水過多,混合不均勻,制備好的石膏粉放在潮濕的地方等情況均會影響模型使用壽命。為 了延長石膏模的使用壽命,除了正確掌握制造模型的工藝操作和合理使用外,還可以提高石膏模的機(jī)械強(qiáng)度入手。比如石膏槳中摻入少量(小于5%)硅酸鹽水泥, 但吸水率有所下降。

       根據(jù)資料介紹,摻入10—30%碳酸鈣的石膏??拐蹚?qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均比單獨(dú)用石膏粉澆注的模型大。還可加入緩凝劑,如硼砂、亞硫酸紙漿 廢液、動物膠、骨膠以及皮膠等。加入量約為0.1—0.5%,其中硼砂緩凝劑在國內(nèi)試用良好,機(jī)械強(qiáng)度有所提高。為了延長石膏模的使用壽命,可以在澆注模 型時,使用真空處理,用鉀礬、藍(lán)礬、硼砂溶液浸潤模型;石膏漿中含大量氣泡是模型出現(xiàn)針孔、硬塊(致密的斑點(diǎn))以及降低致密性與強(qiáng)度的原因之一。而將石膏 漿進(jìn)行真空處理可以克服這個弊病。如加熱固化合成樹脂的聚脲樹脂(按容積計加入10%環(huán)氧樹脂以及聚脂樹脂等)加入石膏漿中可以提高強(qiáng)度?;?qū)⑹嗄P屯獗斫n上述合成樹脂溶液以增強(qiáng)模型表面強(qiáng)度。但據(jù)多數(shù)資料報導(dǎo),這種附加物將普遍使模型的耐熱性與透氣性降低。同時還可采用α—型熟石膏。生石膏粉在壓蒸釜中以1.3大氣壓以上,不高于160℃溫度下進(jìn)行處理,可以獲得α—型熟石膏,它的強(qiáng)度比β—型的高。廢石膏采用上法也可獲得α—型熟石膏。但其氣孔率稍增加而強(qiáng)度降低。


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