铝合金石膏型铸造通用技术导则制定背景

石膏型熔模铸造工艺是制作薄壁、复杂、整体、高精度有色合金铸件的一种独特铸造技术，采用该工艺成形的铸件尺寸公差可达0.1mm、表面粗糙度可达Ra3.2～0.8、最小壁厚可以达到0.8～1.5mm，甚至局部允许0.4mm、最大重量可达908kg。

随着中国航空航天、电子、光学、兵器等领域的发展，对零件形状的要求越来越复杂，尺寸精度和表面光洁度要求也越来越严格，铝合金石膏型熔模铸造的独特潜在优势逐渐受到铸造企业及科研人员的重视。早在20世纪80年代中国就已经引进中国以外先进石膏型熔模铸造技术，但主要局限于航空航天、兵器、电子等领域薄壁复杂高精度铝合金零部件的小批量研制及生产，未得到广泛应用。

铝合金石膏型熔模铸造工艺在中国个别汽车及贵重金属首饰制品企业得到较大的推广应用。但该工艺作为一种对中国整体国民经济有较大促进作用的先进技术，却并不被广大铸造企业所熟知，没有得到充分的利用。另外，中国对石膏型熔模铸造的工艺要求及石膏型用铸型粉性能试验方法和检验规则等方面缺少统一的行为规范，各生产企业自行确定。此外，在铝合金石膏型铸造安全技术、职业健康安全以及环境保护技术规范等方面一直处于空白，对中国石膏型熔模铸造铝合金铸件的安全生产、从事此职业员工的健康以及环境保护等方面缺乏统一的标准规范。因此，制定了国家标准《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（GB/T 39314-2020）。

铝合金石膏型铸造通用技术导则编制进程

• 标准计划

2019年10月24日，国家标准计划《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（20193160-T-469）下达，项目周期24个月，由TC54（全国铸造标准化技术委员会）提出并归口上报，TC54SC3（全国铸造标准化技术委员会铸造有色合金分会）执行，主管部门为中华人民共和国国家标准化管理委员会。

• 发布实施

2020年11月19日，国家标准《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（GB/T 39314-2020）由中华人民共和国国家市场监督管理总局、中华人民共和国国家标准化管理委员会发布。

2021年6月1日，国家标准《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（GB/T 39314-2020）实施。

铝合金石膏型铸造通用技术导则制定依据

国家标准《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（GB/T 39314-2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

铝合金石膏型铸造通用技术导则起草工作

主要起草单位：沈阳铸造研究所有限公司、深圳市景鼎现代科技有限公司、广东鸿图南通压铸有限公司、中北大学、长沙戴卡科技有限公司、山西瑞格金属新材料有限公司、河南平原光电科技有限公司。

主要起草人：冯志军、李宇飞、孙鲁洪、阮明、常移迁、赵宇宏、侯华、刘钦双、刘军、闫国庆、马晓虎、吕三雷。

参考资料：

《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（GB/T 39314-2020）规定了铝合金石膏型铸造的工艺过程、石膏铸型制备、石膏铸型粉及铸型性能检测、铸件浇注工艺及设备、铸件清理、铸件检验及废旧石膏型的处理。该标准适用于铝合金铸件的石膏型铸造工艺过程。

参考资料：

《铝合金石膏型铸造通用技术导则》（GB/T 39314-2020）有利于更好地推广这种先进的铸造技术、充分发挥其作用，规范石膏型材料的性能及铸件的生产质量；控制职业健康安全风险并改进其绩效，改善员工作业环境并控制污染物的排放，充分合理利用资源，保护环境；促进石膏型熔模铸造行业的健康稳定发展等。 2100433B

1、简介及工艺流程  

金属型铸造又称硬模铸造或永久型铸造，是将熔炼好的铝合金浇入金属型中获得铸件的方法，铝合金金属型铸造大多采用金属型芯，也可采用砂芯或壳芯等方法，与压力铸造相比，铝合金金属型使用寿命长。  

2、铸造优点   

(1) 优点  

金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。  

金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。    

劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。   

(2) 缺点  

金属型导热系数大，充型能力差。  

金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。    

金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形 。

采用砂粒、粘土及其他辅助材料制成铸型的铸造方法称为砂型铸造。砂型的材料统称为造型材料。有色金属应用的砂型由砂子、粘土或其他粘结剂和水配制而成。   

铝铸件成型过程是金属与铸型相互作用的过程。铝合金液注入铸型后将热量传递给铸型，砂模铸型受到液体金属的热作用、机械作用、化学作用。因此要获得优质的铸件除严格掌握熔炼工艺外，还必须正确设计型（芯）砂的配比、造型及浇注等工艺 。   

石膏模铸造是从珠宝和牙科行业中发展而来的技术，主要用于生产尺寸相对较小的零件。

与传统制壳工艺相比，生产时间较短，所以在快速原型制作中逐渐频繁使用。在石膏灌注机中，石膏粉和水在真空状态下混合，然后灌入装着蜡树的小金属型箱中，因此也叫做型箱技术。当石膏固化后，型箱被逐步加热到铸造温度300 – 500 °C。然后根据铸造材料不同冷却下来。完成浇铸后，用高压水流破碎模壳，然后从石膏中取出零件。最后将零件送去热处理。

优点：

1. 表面质量特别好。

2. 材料只在需要时搅拌混合。

3. 无须型芯。

4. 用水破碎模壳简单。

缺点：

1. 只适用于中小尺寸的零件。

2. 只适用于低熔点合金，比如铸铝，不适用钢和高温合金。

3. 材料用量大，浪费多。

4. 由于凝固时间较长（与型箱尺寸有关），铸件质量不佳。