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石膏型铸造技术广泛应用于薄壁复杂的有色合金铸件的生产,其所生产铸件精度高,表面质量好。但用石膏型生产铸造铝合金铸件时,特别容易产生较大的针孔度,导致铸件质量不合格。这与石膏型的干燥质量有密切关系。石膏型壳致密性好,在干燥过程中,型壳内的水分迁移困难,难以干透;如果加热温度过高、时间过长,又会导致型壳力学性能降低。为确保型壳具有足够的力学性能,通常采用增加型壳的壁厚来实现。然而,型壳厚度的增加却使得型壳干燥失水变得更加困难。因此,高强、薄壁石膏型壳是从根本上解决石膏型壳在加热过程中失水不彻底问题的关键,也是减少或消除石膏型铸造铝合金铸件针孔缺陷的前提。为获得高强、薄壁石膏型壳,本文采用蒲绒纤维为增强材料来增强石膏型。将0.1%~0.6%(占石膏混合料质量分数)的蒲绒纤维加入到石膏型混合料中来制备纤维增强石膏型。采用TG-DSC热分析仪研究石膏原粉(α半水石膏)、石膏型壳试样的热稳定性,用XRD分析其物相组成;测试了纤维增强石膏型壳试样的湿态、干态抗拉强度;结合SEM试样断口形貌观察,研究纤维加入量对型壳湿态、干态抗弯强度和烘干后残余水含量的影响。研究发现,蒲绒纤维在加入量为0.4%时,与石膏型混合料不能均匀混合,出现结束、结团现象。因此选择球磨处理纤维,球磨后的纤维容易均匀分散在石膏型混合料中,球磨纤维在0.6%时仍可均匀分散在石膏混合料中。与未添加纤维试样相比,加入球磨处理纤维后,型壳的湿态、干态抗弯强度均显著提高。当加入量为0.4%时,型壳试样的湿强度达到1.842MPa,提高了17.8%,型壳试样的干态强度达到3.321MPa,提高了32%,增强效果显著。石膏型壳试样的热稳定分析结果表明,石膏型在加热干燥的123.1℃~175.5℃温度范围内主要脱去大量自由水,在324.0℃~365.8℃温度范围内脱去二水石膏结晶结构网中的结晶水。对加热干燥过程中纤维增强石膏型壳的质量损失进行研究,表明纤维加入量对型壳干燥过程影响较明显,随着纤维加入量的增加,型壳试样的质量损失增大。因此,纤维加入量控制在0.3%~0.4%时,纤维增强石膏型壳的湿态、干态抗弯强度分别提高17.8%和32%。由于蒲绒纤维的加入增加了石膏型中的水分扩散通道,有利于型壳内水分迁移扩散,石膏型易于干透。