石膏铸型的制备装置及制备方法

摘要

本发明提供一种石膏铸型的制备装置及制备方法。制备装置包括：密封罐，其通过中隔板而分隔成作为两个独立空间的上罐和下罐；以及底板，其用于承载密封罐，其中上罐和下罐分别配设有用于调控上罐和下罐内的压力的压力调控阀，在上罐内设置有混料罐，混料罐配设有用于控制混料罐内的压力的压力调控阀，并且混料罐通过第一带阀管道与石膏粉给送容器连通，并通过第二带阀管道与混合水溶液给送容器连通，下罐内设置有砂箱，混料罐的下端通过第三带阀管道与石膏浆料传导管连通，石膏浆料传导管位于砂箱的上方。本发明能够保证石膏浆料充型完整，降低欠充型造成的瘤疤和残留气泡形成的铝豆，大幅度降低铸件整型打磨工作量，保证最佳铸件轮廓形状。

权利要求

1.一种石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括：密封罐，其通过中隔板(3)而分隔成作为两个独立空间的上罐(1)和下罐(2)；以及底板(5)，其用于承载所述密封罐，并且其中，所述上罐和所述下罐分别配设有用于调控上罐和下罐内的压力的压力调控阀(18，9)，

其中，在所述上罐内设置有混料罐(8，11)，所述混料罐配设有用于控制混料罐内的压力的压力调控阀(19，17)，并且所述混料罐通过第一带阀管道与石膏粉给送容器(22，13)连通，并通过第二带阀管道与混合水溶液给送容器(21，16)连通，其中，所述下罐内设置有砂箱(24)，其中，所述混料罐的下端通过第三带阀管道与石膏浆料传导管(23)连通，所述石膏浆料传导管位于所述砂箱的上方。

2.根据权利要求1所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述混料罐的内部的上端设置有能够上下升降的搅拌器(7，12)。

3.根据权利要求1所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述混料罐通过第四带阀管道与自来水给送容器(20，15)连通。

4.根据权利要求3所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述第四带阀管道和所述第二带阀管道为同一管道上的两个支路，使得自来水给送容器(20，15)和混合水溶液给送容器(21，16)以并联的方式与所述混料罐连通。

5.根据权利要求1所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述上罐、所述中隔板和所述下罐之间的接触部位分别通过垫片进行隔离，并且所述中隔板(3)两端下侧连接有用于使中隔板升降的中隔板升降泵(10)。

6.根据权利要求1所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，在所述底板的上侧配设有旋转轮盘，所述密封罐的下罐安装在所述旋转轮盘上，并且所述底板下端连接导轨以使所述底板能够在导轨上移动。

7.根据权利要求1所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述砂箱的外侧套设有液体收集箱，所述液体收集箱的侧面设有进液口。

8.根据权利要求7所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述液体收集箱的进液口的中轴线与砂箱的进料口的中轴线之间的夹角为45°。

9.根据权利要求1所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，所述混料罐的数量为两个，两个所述混料罐分别通过带阀管道与所述石膏浆料传导管连通。

10.根据权利要求9所述的石膏铸型的制备装置，其特征在于，两个所述混料罐能够同步地进行操作。

11.一种石膏铸型的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤1：制备与待浇铸的铝合金铸件的结构相对应的蜡型，并将蜡型放置在砂箱中；

步骤2：在压力差的作用下，将石膏粉体和混合水溶液高速吸入到密封罐内，通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的混合以制备石膏浆料；

步骤3：使石膏浆料在重力和压力差的作用下，灌注到放置有蜡型的砂箱中；以及步骤4：通过对灌注有石膏的砂箱进行焙烧处理来去除砂箱中的蜡型以制得石膏铸型。

12.根据权利要求11所述的石膏铸型的制备方法，其特征在于，所述密封罐包括通过中隔板(3)而分隔成作为两个独立空间的上罐(1)和下罐(2)，在所述步骤1中，所述蜡型被放置在下罐内的砂箱中，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2‑1：移动下罐至中隔板的下方，使砂箱的进料口与石膏浆料传导管下方正对，并使中隔板下降以与下罐平稳接触，其中所述上罐、所述中隔板和所述下罐之间的接触部位分别通过垫片进行隔离；以及

步骤2‑2：将上罐和下罐内的压力分别调整为第一预定值和第二预定值，并且在将上罐中的混料罐内的压力调整到第三预定值之后，分别开启混料罐与石膏粉给送容器和混合水溶液给送容器之间的带阀管道的阀门，以在压力差的作用下，将定量石膏粉体和定量混合水溶液高速吸入到混料罐内，并通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的混合以制备石膏浆料。

13.根据权利要求12所述的石膏铸型的制备方法，其特征在于，在所述步骤3之后，还包括以下步骤：

步骤3‑1：开启混料罐底部的出料带阀管道阀门，使得混料罐内的石膏浆料在重力和压力差的作用下，通过岀料带阀管道流入石膏浆料传导管，开启石膏浆料传导管的阀门，使上罐与下罐导通，从而使石膏浆料在重力和压力差的作用下进入下罐内的待灌砂箱内；

步骤3‑2：在下罐内的砂箱灌满石膏浆料后，旋转下罐以使套设在砂箱外侧的液体收集箱的进液口与石膏浆料传导管下端对齐，并且开启混料罐与自来水给送容器之间管道上的阀门，使得在压力差作用下，自来水依次通过混料罐、出料带阀管道和石膏浆料传导管，而进行残余石膏浆料的冲洗处理，冲洗后的自来水通过液体收集箱的进液口而流入液体收集箱中，并在冲洗处理完成后，调整下罐内的压力以变为常压；以及步骤3‑3：使中隔板上升，并将下罐移动到中隔板的重力投影面积以外的区域，以取出下罐内的灌注有石膏的砂箱。

14.根据权利要求11所述的石膏铸型的制备方法，其特征在于，在步骤1中，先将制备好的蜡型放置在20～24℃的自来水中定型25～35分钟，然后使用丙酮和工业乙醇的混合剂喷淋清洗蜡型内外表面，并在蜡型的相对于重力反方向且深度超过预定值的盲腔中和/或与重力方向呈现垂直关系且面积超过预定大小的隔板上开设多个通孔，然后将厚度为0.16～

0.24mm的防水透气膜粘覆通孔的上下表面，之后将处理后的蜡型放置在砂箱中，其中，通孔的轴线与重力方向平行，所述通孔的直径为3～6mm，通孔之间的距离为20～

40mm。

15.根据权利要求12所述的石膏铸型的制备方法，其特征在于，在步骤2‑2中，通过打开上罐和下罐分别与外接独立真空系统之间的带阀管道，而将上罐内的压力调整到作为第一预定值的‑0.05～‑0.055MPa并将下罐内的压力调整为作为第二预定值的‑0.055～‑

0.06MPa，并通过打开混料罐的气压调控阀而将混料罐内的压力调整为作为第三预定值的‑

0.02～‑0.03MPa。

16.根据权利要求12所述的石膏铸型的制备方法，其特征在于，在步骤2中，通过安装在混料罐的上部中心位置的螺旋搅拌器而对待灌注到砂箱中的石膏浆料进行搅拌，其中，螺旋搅拌器以540～650转/min的速度对石膏浆料进行搅拌，螺旋搅拌器的底部距离混料罐的底部为40mm，搅拌时间为120～180s。

17.根据权利要求12所述的石膏铸型的制备方法，其特征在于，所述混料罐的数量为多个，多个所述混料罐能够同步地进行操作。

说明书

石膏铸型的制备装置及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铝合金制造技术，尤其涉及一种用于大型内腔复杂结构的薄壁铝合金铸件的石膏铸型的制备装置及制备方法。

背景技术

[0002] 铝合金具有优良的耐蚀性能和铸造流动性，较好的强韧性和比刚度，已大规模应用于航空、航天和兵器领域的大直径壳体构件铸造加工成型，目前常规铝合金构件铸造方
法为金属型铸造、砂型铸造、壳型铸造、熔模石膏型铸造和消失模铸造等。随着工业领域减
重增效战略的不断推进，采用熔模石膏型铸造方法制备具有大面积内腔隔板或深盲腔、主
体壁厚≤3mm、最大轮廓尺寸≥800mm的大型内腔复杂结构铝合金铸件己成为国内外技术开
发热点，具有重要的应用前景。

[0003] 但是，在通过熔模石膏型铸造方法生产铝合金铸件时，由于石膏铸型在混料、搅拌和浇灌工序中易产生贴模度差、卷气、开裂和分层等缺陷，导致熔模石膏型铸造铝合金铸件
产生不规则平面多肉、颗粒状多肉、轮廓尺寸超差和大尺寸飞边等缺陷。虽然现有技术已针
对上述问题开发了一系列解决方案，但是针对具有大面积内腔隔板或深盲腔、主体壁厚≤
3mm、最大轮廓尺寸≥800mm的大型内腔复杂结构铝合金铸件的熔模石膏铸型，现有技术难
以保证铸型制备质量和铝合金铸件一次成型表面粗糙度的合格率。

[0004] 在申请公布号为CN105215272A的中国专利中，记载了一种具有微结构石膏铸型的方法。该专利在常态下进行石膏浆料混制，然后在超声波作用下进行石膏浆料的浇灌和二
次超声波处理。但是该技术是在常温常压下进行石膏搅拌处理，基于石膏浆料密度大、粘度
高和凝固较快的特点，必须使用强力快速的搅拌装置，如果在常温常压下进行搅拌，必然会
造成浆料内大量卷气，虽然超声波处理对石膏浆料内的气体具有较好的清排效果，但是对
于大型石膏铸型来说，由于超声波处理作用面积有限和作用时间较长的特点，可能在气体
清排过程中造成铸型气泡清排不尽和铸型提前凝固结果；尤其是对于具有大面积隔板或局
部封闭盲腔的铝合金铸型来说，该方法对铸型盲腔部位憋气现象处理能力更显不足。

[0005] 此外，在申请公布号为CN106583648B的中国专利中，记载了一种石膏铸型真空成型装置。该装置主要包括真空成型舱、转运吊臂和石膏真空混料舱等，该装置运转时，首先
在石膏真空混料舱进行真空混料，然后将真空混料舱整体吊运至真空成型舱内，最后在真
空成型舱内的真空环境下完成石膏浆料真空浇灌成型。但是该技术属于单节拍混料和浇灌
工艺，每道次浇灌完成后，必须打开真空成型舱门取出真空混料舱，然后重复进行真空混料
舱抽真空、混料、关闭成型舱、真空成型舱抽真空等操作，不利于进行连续化生产作业；另
外，该装置和方法在未说明真空成型所能达到的真空度量级的情况下，没有针对大面积隔
板或局部封闭盲腔铸型结构设计排气措施，这就导致在制备大轮廓尺寸具有局部封闭结构
的石膏铸型时，可能导致铸型盲腔残留气体，进而降低铝合金铸件的表面质量和尺寸精度。

[0006] 综上所述，现有技术存在的问题是：

[0007] (1)采用熔模石膏型铸造方法制备具有大面积内腔隔板或深盲腔、主体壁厚≤3mm、最大轮廓尺寸≥800mm的大型内腔复杂结构铝合金铸件，难以保证铸型制备质量和铝
合金铸件一次成型表面粗糙度的合格率；

[0008] (2)超声波处理石膏浆料，可能在气体清排过程中造成铸型气泡清排不尽和铸型提前凝固现象；

[0009] (3)真空石膏铸型在浇灌完成后，需要重复进行真空操作，不利于进行连续化生产作业；而且没有针对大面积隔板或局部封闭盲腔铸型结构设计排气措施，可能导致铸型盲
腔残留气体，采用单节拍混料和浇灌工艺制备大型石膏铸型时，还会因为连续在常压和真
空环境下进行转换，引起未凝固的石膏浆料内部气体压力差紊乱，导致吸气和憋气现象，进
而降低铝合金铸件的表面质量和尺寸精度。

发明内容

[0010] 本发明在前人研究基础之上，针对现有技术中的不足，开发了一种在真空下完成石膏浆料搅拌和浇灌工作、大面积隔板或局部盲腔部位排气、可实现异步连续混料浇灌的
石膏铸型制备装置及制备方法。本本发明的制备装置及制备方法操作简单，集成度高，易于
在工业生产中大规模推广应用，对于促进熔模石膏型铸造方法在大面积内腔隔板或局部封
闭盲腔结构的大型薄壁铝合金铸件在航空、航天等领域的推广应用具有重要意义。

[0011] 在本发明的用于大型内腔复杂结构薄壁铝合金铸件的石膏铸型的制备方法中，蜡型经过丙酮和工业乙醇的混合剂清洗；蜡型封闭盲腔和不利于石膏充型的大平面采用排气
孔和防水透气膜配合排气；石膏粉和混合水溶液在压力差的作用下，在混料罐内垂直喷射
混合，降低粉尘排放；采用压差控制石膏浆料通过阶梯压力差，在真空下灌注到砂箱；真空
罐的上罐内的左、右混料罐可实现异步混料与灌浆。

[0012] 本发明的一方面提供一种石膏铸型的制备装置，其包括：密封罐，其通过中隔板而分隔成作为两个独立空间的上罐和下罐；以及底板，其用于承载所述密封罐，其中所述上罐
和所述下罐分别配设有用于调控上罐和下罐内的压力的压力调控阀，在所述上罐内设置有
混料罐，所述混料罐配设有用于控制混料罐内的压力的压力调控阀，并且所述混料罐通过
第一带阀管道与石膏粉给送容器连通，并通过第二带阀管道与混合水溶液给送容器连通，
所述下罐内设置有砂箱，所述混料罐的下端通过第三带阀管道与石膏浆料传导管连通，所
述石膏浆料传导管位于所述砂箱的上方。

[0013] 根据本发明的制备装置，所述混料罐的内部的上端设置有能够上下升降的搅拌器。

[0014] 根据本发明的制备装置，所述混料罐通过第四带阀管道与自来水给送容器连通。

[0015] 根据本发明的制备装置，所述第四带阀管道和所述第二带阀管道为同一管道上的两个支路，使得自来水给送容器和混合水溶液给送容器以并联的方式与所述混料罐连通。

[0016] 根据本发明的制备装置，所述上罐、所述中隔板和所述下罐之间的接触部位分别通过垫片进行隔离，并且所述中隔板两端下侧连接有用于使中隔板升降的中隔板升降泵。

[0017] 根据本发明的石膏铸型的制备装置，在所述底板的上侧配设有旋转轮盘，所述密封罐的下罐安装在所述旋转轮盘上，并且所述底板下端连接导轨以使所述底板能够在导轨
上移动。

[0018] 根据本发明的制备装置，所述砂箱的外侧套设有液体收集箱，所述液体收集箱的侧面设有进液口。

[0019] 根据本发明的石膏铸型的制备装置，所述液体收集箱的进液口的中轴线与砂箱的进料口的中轴线之间的夹角为45°。

[0020] 根据本发明的石膏铸型的制备装置，所述混料罐的数量为两个，所述两个混料罐分别通过带阀管道与所述石膏浆料传导管连通。

[0021] 根据本发明的石膏铸型的制备装置，所述两个混料罐能够同步地进行操作。

[0022] 本发明的另一方面提供一种石膏铸型的制备方法，包括：步骤1：制备与待浇铸的铝合金铸件的结构相对应的蜡型，并将蜡型放置在砂箱中；步骤2：在压力差的作用下，将石
膏粉体和混合水溶液高速吸入到密封罐内，通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现
石膏粉料与混合水溶液的混合以制备石膏浆料；步骤3：使石膏浆料在重力和压力差的作用
下，灌注到放置有蜡型的砂箱中；以及步骤4：通过对灌注有石膏的砂箱进行焙烧处理来去
除砂箱中的蜡型以制得石膏铸型。

[0023] 根据本发明的石膏铸型的制备方法，所述密封罐包括通过中隔板而分隔成作为两个独立空间的上罐和下罐，在所述步骤1中，所述蜡型被放置在下罐内的砂箱中，所述步骤2
包括以下步骤：步骤2‑1：移动下罐至中隔板的下方，使砂箱的进料口与石膏浆料传导管下
方正对，并使中隔板下降以与下罐平稳接触，其中所述上罐、所述中隔板和所述下罐之间的
接触部位分别通过垫片进行隔离；以及步骤2‑2：将上罐和下罐内的压力分别调整为第一预
定值和第二预定值，并且在将上罐中的混料罐内的压力调整到第三预定值之后，分别开启
混料罐与石膏粉给送容器和混合水溶液给送容器之间的带阀管道的阀门，以在压力差的作
用下，将定量石膏粉体和定量混合水溶液高速吸入到混料罐内，并通过石膏粉料和混合水
溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的混合以制备石膏浆料。

[0024] 根据本发明的石膏铸型的制备方法，在所述步骤3之后，还包括以下步骤：步骤3‑1：开启混料罐底部的出料带阀管道阀门，使得混料罐内的石膏浆料在重力和压力差的作用
下，通过岀料带阀管道流入石膏浆料传导管，开启石膏浆料传导管的阀门，使上罐与下罐导
通，从而使石膏浆料在重力和压力差的作用下进入下罐内的待灌砂箱内；步骤3‑2：在下罐
内的砂箱灌满石膏浆料后，旋转下罐以使套设在砂箱外侧的液体收集箱的进液口与石膏浆
料传导管下端对齐，并且开启混料罐与自来水给送容器之间管道上的阀门，使得在压力差
作用下，自来水依次通过混料罐、出料带阀管道和石膏浆料传导管，而进行残余石膏浆料的
冲洗处理，冲洗后的自来水通过液体收集箱的进液口而流入液体收集箱中，并在冲洗处理
完成后，调整下罐内的压力以变为常压；以及步骤3‑3：使中隔板上升，并将下罐移动到中隔
板的重力投影面积以外的区域，以取出下罐内的灌注有石膏的砂箱。

[0025] 根据本发明的石膏铸型的制备方法，在步骤1中，先将制备好的蜡型放置在20～24℃的自来水中定型25～35分钟，然后使用丙酮和工业乙醇的混合剂喷淋清洗蜡型内外表
面，并在蜡型的相对于重力反方向且深度超过预定值的盲腔中和/或与重力方向呈现垂直
关系且面积超过预定大小的隔板上开设多个通孔，然后将厚度为0.16～0.24mm的防水透气
膜粘覆通孔的上下表面，之后将处理后的蜡型放置在砂箱中，其中，通孔的轴线与重力方向
平行，所述通孔的直径为3～6mm，通孔之间的距离为20～40mm。

[0026] 根据本发明的石膏铸型的制备方法，在步骤2‑2中，通过打开上罐和下罐分别与外接独立真空系统之间的带阀管道，而将上罐内的压力调整到作为第一预定值的‑0.05～‑
0.055MPa并将下罐内的压力调整为作为第二预定值的‑0.055～‑0.06MPa，并通过打开混料
罐的气压调控阀而将混料罐内的压力调整为作为第三预定值的‑0.02～‑0.03MPa。

[0027] 根据本发明的石膏铸型的制备方法，在步骤2中，通过安装在混料罐的上部中心位置的螺旋搅拌器而对待灌注到砂箱中的石膏浆料进行搅拌，其中，螺旋搅拌器以540～650
转/min的速度对石膏浆料进行搅拌，螺旋搅拌器的底部距离混料罐的底部为40mm，搅拌时
间为120～180s。

[0028] 根据本发明的石膏铸型的制备方法，所述混料罐的数量为多个，所述多个混料罐能够同步地进行操作。

[0029] 综上所述，本发明的优点及积极效果为：

[0030] 本发明提供了一种贴模度好、排气性好、混料速度快、石膏铸型一致性好、铸件表面质量优良并可实现连续化生产的用于大型内腔复杂结构薄壁铝合金铸件的石膏铸型的
制备装置及制备方法。本发明的制备装置及制备方法操作简单、集成度高且易于在工业生
产中大规模推广应用，对于促进熔模石膏型铸造方法在半封闭或局部封闭盲腔结构的大型
薄壁铝合金铸件中的推广应用具有重要意义。

[0031] 使用本发明制备的熔模石膏铸型所生产的铝合金铸件的内外表面的颗粒状多肉物最大外接圆直径≤3mm；铝合金铸件表面30×30mm面积内，直径大于2mm的多肉物数量不
多于2处；铸件尺寸公差为CT6～CT7；铸件无裂纹。

附图说明

[0032] 图1是例示根据本发明的实施例的石膏铸型的制备装置的内部结构的示意性主视图。

[0033] 图2是例示根据本发明的实施例的石膏铸型的制备装置的示意性的局部左视图。

[0034] 图3是例示根据本发明的实施例的石膏铸型的制备装置的沿图1中的B‑B线截取的示意性的局部剖视图。

[0035] 图4是例示根据本发明的实施例的石膏铸型的制备方法的示意性流程图。

[0036] 图5是例示根据本发明的实施例的石膏浆料制备过程的示意性流程图。

具体实施方式

[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。

[0038] <石膏铸型的制备装置>

[0039] 下面参照图1至图3来描述根据本发明的示例性实施例的石膏铸型的制备装置。

[0040] 根据本发明的石膏铸型的制备装置用来制备用于铸造大型内腔复杂结构薄壁铝合金铸件的石膏铸型。

[0041] 图1例示了根据本发明的实施例的石膏铸型的制备装置的内部结构的示意性主视图。图2例示了根据本发明的实施例的石膏铸型的制备装置的示意性的局部左视图。图3例
示了根据本发明的实施例的石膏铸型的制备装置的示意性的局部剖视图。

[0042] 如图1至图3所示，本发明的石膏铸型的制备装置包括密封罐和用于承载所述密封罐的底板5。该密封罐包括通过中隔板3而分隔成作为两个独立空间的上罐1和下罐2。上罐1
和下罐2分别配设有用于调控上罐和下罐内的压力的带阀管道18和9，上罐1和下罐2可以通
过调压带阀管道分别连接外部的压力调节系统(真空系统)，从而能够分别独立地调节上罐
1和下罐2内的压力。在上罐1内设置有用于制备石膏浆料的混料罐8，所述混料罐8配设有用
于控制混料罐内的压力的带阀管道19，所述混料罐8可以通过带阀管道19与外部的压力调
节系统连接，以调节混料罐内的压力。此外，混料罐还通过带阀管道A与石膏粉给送容器22
连通，并通过带阀管道B与混合水溶液给送容器21连通。在下罐2内设置有砂箱24，所述砂箱
中放置有与待铸造的铝合金铸件的结构相对应的蜡型。所述混料罐8的下端通过带阀管道C
与带阀的石膏浆料传导管23连通，石膏浆料传导管23位于砂箱24的上方，从而使得石膏浆
料能够灌注到砂箱中。

[0043] 此外，如图1所示，混料罐8的内部的上端还可以设置有能够上下升降的搅拌器7，以用于对石膏浆料进行搅拌。该搅拌器可以为例如螺旋式搅拌器，该螺旋式搅拌器安装在
混料罐的上盖的中心位置并能沿着混料罐的轴线上下升降。在本发明中，优选地，螺旋搅拌
器上升至最高点时，其上端面与混料罐的上盖的下平面相距60mm，螺旋搅拌器下降至最低
点时，其下端面与混料罐的内底面相距40mm，从而实现最佳的搅拌效果。

[0044] 在本发明中，混料罐8还可以通过带阀管道D与自来水给送容器20连通，以利用自来水对灌注后残留在混料罐及管道中的石膏浆料进行冲洗。如图1所例示的，带阀管道D和
带阀管道B可以为同一管道上的两个支路，使得自来水给送容器20和混合水溶液给送容器
21以并联的方式与混料罐连通，从而提高管道的利用率并节省空间。

[0045] 此外，在本发明中，优选地，将用于进给石膏粉的带阀管道A和用于进给混合水溶液的带阀管道(图1中为带阀管道B和带阀管道D所在的主管道)的中心线设置在同一直线
上，并且该直线与混料罐轴线的夹角为90°。通过这种设置，使得在预定压力(例如‑0.02‑
0.04MPa)下的混料罐8与大气压下的石膏粉给送容器22和混合水溶液给送容器21导通后，
在压力差的作用下，定量石膏粉体和定量混合水溶液能够被高速吸收到混料罐内，石膏粉
料和水溶液在进入罐体时就进行了喷射对撞混合，大幅降低了石膏混制时间，提高了石膏
浆料混合均匀度。

[0046] 另外，在本发明中，上罐1、中隔板3以及下罐2之间的接触部位分别通过垫片进行防漏气隔离，以实现更好的密封效果。此外，中隔板3上设置有用于装配石膏浆料传导管23
的装配孔，从而能够通过开启石膏浆料传导管23上的阀门而使上罐和下罐导通。中隔板3的
两端下侧还可以连接有用于使中隔板升降的中隔板升降泵10，以使得能够将下罐与上罐分
离，便于在灌注后将砂箱从下罐中取出。

[0047] 此外，如图2所示，在本发明中，在底板5的上侧还可以配设有旋转轮盘4，密封罐的下罐2安装在该旋转轮盘4上，在底板5的下端还可以连接导轨6。利用这种结构，可以通过旋
转轮盘4转动下罐以使在灌注石膏浆料时将下罐中的砂箱的进料口26对准石膏浆料传导管
23从而提高石膏浆料的灌注效率，并且在灌注结束后，调节中隔板的液压升降泵，使得中隔
板上升，将下罐2通过导轨6移动至中隔板的重力投影面积以外，以便于取出灌注有石膏的
砂箱。

[0048] 在本发明中，砂箱24的外侧还可以套设有液体收集箱27，液体收集箱27的侧面设有进液口25。如图3所示，液体收集箱27可以为环形的液体收集箱，并且液体收集箱27的进
液口25的中轴线与砂箱24的进料口26的中轴线之间的夹角优选为45°。在下罐内的砂箱灌
满石膏浆料后，将旋转轮盘4旋转45°，以将石膏浆料传导管23的下端从与砂箱24的进料口
26对准切换为与液体收集箱27的进液口25对准，从而使得残留在混料罐及各管道中的石膏
浆料经过自来水冲洗后，通过石膏浆料传导管23经由进液口25而被收集在液体收集箱27
中。

[0049] 虽然，上面以上罐中设置一个混料罐为例对本发明的石膏浆料的制备装置进行了描述，但是混料罐的数量可以为多个。如图1所示，上罐中混料罐的数量为两个，这两个混料
罐分别放置在上罐内的左侧和右侧，放置在右侧的混料罐11与上面描述的混料罐8具有相
同的结构，因此省略其描述。与混料罐8(下面也称为左侧混料罐)类似，右侧混料罐11也通
过一个带阀管道C’与石膏浆料传导管23连通。在本发明中可以进行控制，以使左侧混料罐8
和右侧混料罐11能够同步地或异步地进行操作。例如，左侧混料罐8和右侧混料罐11能够同
步地进行气压调节(抽真空)、石膏浆料混合、搅拌及灌注等操作。通过单独或同时控制左、
右混料罐进行混料工作，能针对大型砂箱的大容量快速灌浆需求，实现石膏浆料不间断制
备与连续灌浆操作，防止石膏浆料因混制时间间隔过大出现分布凝固现象，使铸型在培烧
和浇注铝合金熔体过程中出现收缩不一、开裂和断裂缺陷，能有效避免因铸型缺陷导致铝
合金铸件尺寸超差、错型严重和跑火问题。

[0050] 本发明的用于大型内腔复杂结构薄壁铝合金铸件的石膏铸型的制备装置，操作简单，集成度高，易于在工业生产中大规模推广应用，对于促进熔模石膏型铸造方法在大面积
内腔隔板或局部封闭盲腔结构的大型薄壁铝合金铸件的推广应用具有重要意义。

[0051] <石膏铸型的制备方法>

[0052] 下面参照图4描述根据本发明的用于大型内腔复杂结构薄壁铝合金铸件的石膏铸型的制备方法。

[0053] 图4例示了根据本发明的实施例的石膏铸型的制备方法的示意性流程图。

[0054] 如图4所示，首先，在步骤S401中，制备与待铸造的铝合金铸件的结构相对应的蜡型，并将蜡型放置在砂箱中。

[0055] 具体来说，先将制备好的蜡型放置在例如20～24℃的自来水中定型例如25～35分钟，然后使用丙酮和工业乙醇的混合剂喷淋清洗蜡型的内外表面。在蜡型的与重力方向相
反的方向上且深度超过预定值的盲腔中和/或与重力方向呈现垂直关系且面积超过预定大
小的隔板上开设多个通孔，然后将厚度为例如0.16～0.24mm的圆形防水透气膜粘覆通孔的
上下表面，之后将处理后的蜡型放置在砂箱中。其中，开孔轴线与重力方向平行，通孔的直
径为例如3～6mm，通孔之间的距离为例如20～40mm。

[0056] 另外，在清洗用的混合剂中丙酮和工业乙醇的比率优选为1～1.8:9～8.2。在本发明中，优选使用防水等级为IPX4～IPX6级的防水透气膜，防水透气膜的直径为8～14mm，防
水透气膜的中心与所覆盖的圆形孔洞中心偏差不大于2mm。

[0057] 在本发明中，通过采用丙酮和工业酒精混合剂清洗蜡型，能有效清除蜡型表面的分型剂，增加石膏浆料和蜡型表面的润湿性，防止在蜡型和石膏浆料之间产生微小针状气
孔；通过在蜡型的大面积隔板或局部封闭盲腔部位预制通孔与粘贴防水透气膜，将蜡型灌
浆过程中残留的剩余气体排出铸型外，防止铸件产生盲腔底部随型多肉、大不规则平面多
肉和颗粒状多肉缺陷，进而提高铝合金铸件表面光洁度、降低后续打磨修整工作量。

[0058] 接下来，在步骤S402：在压力差的作用下，将石膏粉体和混合水溶液高速吸入到密封罐内，通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的混合以制
备石膏浆料。

[0059] 下面结合如上所述的制备装置，参照图5描述步骤S402中的制备石膏浆料的详情。

[0060] 首先，在步骤S501中调整和安装上罐与下罐。具体来说，将待放置有蜡型的灌浆砂箱24连同环形液体收集箱27一起放置在下罐2的旋转轮盘4上，液体收集箱27的进液口25的
中轴线与砂箱的进料口26的中轴线之间的角度为45°。将下罐2通过导轨6转移至中隔板3的
下方，使得砂箱的进料口与石膏浆料传导管23的下方正对，调节中隔板3的液压升降泵10，
使得中隔板3下降，并与下罐2平稳接触，上罐1、中隔板3和下罐2之间的接触部位通过两组
橡胶垫进行防漏气隔离。

[0061] 然后，在步骤S502中进行石膏粉体与混合水溶液的初步混合。具体来说，首先将上罐1和下罐2内的压力分别调整为第一预定值(例如‑0.05～‑0.055MPa)和第二预定值(‑
0.055～‑0.06MPa)，并且在将上罐1中的混料罐8内的压力调整到第三预定值(例如‑0.02
～‑0.03MPa)之后，开启混料罐8与石膏粉给送容器22之间的带阀管道A的阀门以及混料罐8
与混合水溶液给送容器21之间的带阀管道B之间的阀门，使得混料罐8分别与大气压下的石
膏粉给送容器22和混合水溶液给送容器21导通，在压力差作用下，将定量石膏粉体和定量
混合水溶液高速吸入到混料罐内，通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料
与混合水溶液的初步混合。

[0062] 接着，在步骤S503中，对石膏浆料进行搅拌。具体来说，当石膏粉体和混合水溶液全部进入混料罐8后，关闭混料罐8与石膏粉给送容器22之间的带阀管道A的阀门以及混料
罐8与混合水溶液给送容器21之间的带阀管道B的阀门，通过混料罐8的调压带阀管道19的
阀门，将混料罐内的气压调整至‑0.04～‑0.05MPa，同时使混料罐内的螺旋搅拌器7开始下
降并以例如540～650转/min的速度对石膏浆料进行搅拌，螺旋搅拌器7的底部距离混料罐8
的底部为例如40mm，搅拌时间为120～180s。然后，将搅拌器7提升至混料罐8顶部的最高位
置。

[0063] 在完成对石膏浆料的搅拌后，在步骤S403中使石膏浆料在重力和压力差的作用下，灌注到放置有蜡型的砂箱中。具体来说，开启混料罐8底部的出料带阀管道C的阀门，使
得混料罐8内的石膏浆料在重力和压力差的作用下，通过岀料带阀管道C流入石膏浆料传导
管23，开启石膏浆料传导管23的阀门，使上罐与下罐导通，从而使石膏浆料在重力和压力差
的作用下进入下罐内的待灌砂箱24中。其中，优选地，在开启混料罐8底部的出料带阀管道C
的阀门后的预定时间段(例如3‑5s)内开启石膏浆料传导管23的阀门。这样使得石膏浆料在
重力作用下，对石膏浆料传导管23的阀门上部的管道空间进行预充填，以使得在开启石膏
浆料传导管23的阀门后，形成连续的石膏浆料流体。

[0064] 此外，在该步骤中，优选地控制石膏浆料的灌注(例如通过调整出料带阀管道C的阀门的开闭大小)以使得砂箱中的蜡型内外的石膏浆料的高度小于10mm，这样可以保证蜡
型受到内外均衡的石膏浆料压力，不产生裂纹和破损。

[0065] 在下罐内的砂箱灌满石膏浆料后，使中隔板3上升，并将下罐2移动到中隔板3的重力投影面积以外的区域，以取出下罐内的灌注有石膏的砂箱。之后，在步骤S404：通过对灌
注有石膏的砂箱进行焙烧处理来去除砂箱中的蜡型以制得石膏铸型。本发明的焙烧处理可
以采用本领域常用的焙烧方法，因此省略其描述。

[0066] 另外，在本发明，在下罐内的砂箱灌满石膏浆料后，还可以进行对灌注后残留在混料罐及管道中的石膏浆料进行冲洗的处理。具体来说，在下罐内的砂箱灌满石膏浆料后旋
转下罐2以使套设在砂箱外侧的液体收集箱27的进液口25与石膏浆料传导管23的下端对
齐，并且开启混料罐8与自来水给送容器20之间的带阀管道D的阀门，使得在压力差作用下，
自来水依次通过混料罐8、出料带阀管道C和石膏浆料传导管23，而进行残余石膏浆料的冲
洗处理，冲洗后的自来水通过液体收集箱27的进液口25而流入液体收集箱27中，并在冲洗
处理完成后，调整下罐内的压力以变为常压。通过该清洗处理能够及时清除残留混料罐及
各管道上的石膏浆料，有益于设备的维护及使用。

[0067] 此外，本发明的混料罐的数量可以为多个，在这种情况下，多个混料罐能够同步地或异步地进行操作。

[0068] 本发明通过在蜡型的大面积隔板或局部封闭盲腔部位预制通孔与粘贴防水透气膜，将蜡型灌浆过程中残留的剩余气体排出铸型外，防止铸件产生盲腔底部随型多肉、大不
规则平面多肉和颗粒状多肉缺陷，进而提高铝合金铸件表面光洁度、降低后续打磨修整工
作量；另外，通过设置3个梯度的独立真空环境，使得粘度较高的石膏浆料在重力和压力差
的作用下进行转移和灌浆，降低在容器和管道中的残留量，并且石膏浆料在整个灌浆过程
所处环境的真空度随着工艺流程推进越来越高，能有效降低浆料含气量和防止二次卷气。
此外，石膏粉料和混合水溶液的混合与搅拌过程处于密闭环境，并且粉料和水溶液在进入
罐体时就进行了喷射对撞混合，大幅降低石膏混制时间，提高了石膏浆料混合均匀度，对将
对环境的影响程度大大降低；通过单独或同时控制左、右混料罐进行混料工作，能针对大型
砂箱的大容量快速灌浆需求，实现石膏浆料不间断制备与连续灌浆操作，防止石膏浆料因
混制时间间隔过大出现分布凝固现象，使铸型在培烧和浇注铝合金熔体过程中出现收缩不
一、开裂和断裂缺陷，能有效避免因铸型缺陷导致铝合金铸件尺寸超差、错型严重和跑火问
题。

[0069] 下面结合具体的示例对本发明的用于铸造大型内腔复杂结构薄壁铝合金铸件的石膏铸型的制备方法进行详细描述。

[0070] 第一实施例

[0071] 在本实施例中描述用于浇铸ZL102圆形带盲腔筒状铸件的石膏铸型的制备方法。该ZL102圆形带盲腔筒状铸件的主体壁厚可以为例如3mm，高度可以为例如864mm，并且在该
实施例中上罐(上气室)内分别放置左、右两个密封的混料罐(左混料罐8和右混料罐11)，并
利用两个混料罐同时浇灌石膏。

[0072] 下面参照图1对本实施例的石膏铸型的制备方法进行描述。

[0073] 首先，步骤1中，使用铝合金材质的压蜡模具制备圆形带盲腔筒状铸件的蜡型。蜡型的制备可以采用与本领域常用的蜡型制备方法，因此省略其描述。将制备的蜡型放置在
20℃的自来水中定型35min，然后使用丙酮和工业乙醇(比例为1:9)的混合剂喷淋清洗蜡型
内外表面。在蜡型相对于重力反方向且深度超过20mm的盲腔上，使用直径6mm钻头开通孔，
开孔轴线与重力方向平行，孔距为40mm，然后使用AB胶将厚度为0.24mm厚的圆形TPU防水透
气膜粘覆孔洞上下表面并将蜡型放置到待灌浆的砂箱中，防水透气膜防水等级为IPX6级，
防水透气膜直径为14mm，防水透气膜的中心与所覆盖的圆形孔洞中心偏差为2mm。

[0074] 步骤2中，将待灌浆砂箱24和液体收集箱27(例如环形水箱)一起放置在下罐2的旋转轮盘4上，液体收集箱的进液口25的中轴线与砂箱24的进料口26的中轴线之间的角度为
45°。将下罐2通过导轨6转移至中隔板3的下方，砂箱24的进料口26与石膏浆料传导管23的
下方正对，调节中隔板3的液压升降泵10，使得中隔板下降，并与下罐平稳接触，其中上罐、
中隔板和下罐之间通过两组橡胶垫进行防漏气隔离。

[0075] 然后，在步骤3中，使上罐1和下罐2内所有管道的阀门处于关闭状态，打开上罐和下罐分别与外接独立真空系统之间的带阀管道18和9的阀门，调节上罐1的压力达到‑
0.05MPa，调节下罐2内的压力为‑0.055MPa，当上罐和下罐的压力达到设定值后，分别关闭
上罐和下罐与外接独立真空系统之间的带阀管道18和9的阀门。打开左、右混料罐气压调控
带阀管道19和17的阀门，使得左、右混料罐内压力达到‑0.02MPa，然后分别开启左、右混料
罐的石膏粉进料带阀管道A、A’和混合水溶液进料带阀管道B、B’的阀门，使得左、右混料罐
分别与大气压下的石膏粉给送容器(例如石膏粉定量供给桶)和混合水溶液给送容器(例如
混合水溶液定量供给桶)导通，在压力差作用下，将定量石膏粉体和定量混合水溶液高速吸
收到左、右混料罐内，通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液
的初步混合。当石膏粉体和混合水溶液全部进入左、右混料罐后，关闭左、右混料罐的石膏
粉进料带阀管道A、A’和混合水溶液进料带阀管道B、B’的阀门，通过左、右混料罐的气压调
控带阀管道19和17的阀门，将左、右混料罐内的气压调整至‑0.04MPa，同时左、右混料罐内
的螺旋搅拌器开始下降并以540转/min的速度对石膏浆料进行搅拌，螺旋搅拌器底部距离
混料罐底部为40mm，搅拌时长为120s。

[0076] 在步骤4中，在搅拌完成后，将螺旋搅拌器7和12提升至左、右混料罐顶部的最高位置。分别开启左、右混料罐底部的岀料带阀管道阀门C、C’，使得左、右混料罐的石膏浆料在
重力和压力的作用下，通过出料带阀管道流入石膏浆料传导管23。在左、右混料罐底部的出
料带阀管道开启后的3s时，开启石膏浆料传导管23的阀门，使得上罐与下罐导通，石膏浆料
在重力和压力差的作用下，通过砂箱的进料口26，进入下罐内的待灌砂箱内。其中，控制石
膏浆料的灌注，以使砂箱中的蜡型内外的石膏浆料的上平面的高度差大约为10mm。

[0077] 在步骤5中，当下罐内的砂箱灌满石膏浆料后，将旋转轮盘4旋转45°，使得液体收集箱的进液口25与石膏浆料传导管23下端对齐，同时开启左、右混料罐8和11与自来水桶20
和16之间的自来水给送管道的阀门，由此在压力差作用下，自来水先后进入左右混料罐、出
料带管道和石膏浆料传导管，进行残余石膏浆料冲洗处理，清洗时间为10s，清洗后的自来
水通过液体收集箱的进液口25流入液体收集箱27中。清洗完成后关闭所有已开启阀门，然
后单独开启下罐的压力调节系统(开启下罐2与外接独立真空系统之间的带阀管道9的阀
门)，使得下罐内的压力变为常压。

[0078] 在步骤6中，调节中隔板3的液压升降泵10，使得中隔板3上升，并将下罐2通过导轨6转移至中隔板3的重力投影面积以外，然后使用诸如行车等的吊装工具吊出下罐内的石膏
砂箱。

[0079] 之后，在步骤7中，对灌注有石膏的砂箱进行焙烧处理，以去除砂箱中的蜡型并获得石膏铸型。

[0080] 根据本实施例制备的熔模石膏铸型所生产的ZL102圆形带盲腔筒状铸件，内外表面的颗粒状多肉物最大外接圆直径为3mm；铝合金铸件表面30×30mm面积内，直径大于2mm
的多肉物数量为2处；铸件尺寸公差为CT7；铸件无裂纹。

[0081] 第二实施例

[0082] 在本实施例中描述用于浇铸ZL101A方形中部带隔板舱体铸件的石膏铸型的制备方法。该方形中部带隔板舱体铸件的主体壁厚为2.6mm，直径为910mm。在该实施例中利用两
个混料罐(左混料罐8和右混料罐11)异步地连续进行混料和灌注石膏的处理。

[0083] 首先，使用铝合金材质的压蜡模具制备方形中部带隔板舱体铸件的蜡型。将制备的蜡型放置在24℃的自来水中定型30min，然后使用丙酮和工业乙醇(比例为1.8:8.2)的混
2
合剂喷淋清洗蜡型的内外表面。在蜡型相对于重力方向呈现垂直关系且面积超过1600mm
的平板上，使用直径3mm的钻头开通孔，开孔轴线与重力方向平行，孔距为30mm，然后使用AB
胶将厚度为0.16mm的圆形TPU防水透气膜粘覆孔洞的上下表面并将蜡型放置到待灌浆的砂
箱中，防水透气膜防水等级为IPX4级，防水透气膜直径为8mm，防水透气膜的中心与所覆盖
的圆形孔洞中心偏差为1.5mm。

[0084] 将待灌浆砂箱24和液体收集箱27一起放置在下罐2的旋转轮盘4上，液体收集箱的进液口25的中轴线与砂箱24的进料口26的中轴线之间的角度为45°。将下罐2通过导轨6转
移至中隔板3的下方，砂箱24的进料口26与石膏浆料传导管23下方正对，调节中隔板3的液
压升降泵10，使得中隔板下降，并与下罐平稳接触，其中上罐、中隔板和下罐之间通过两组
橡胶垫进行防漏气隔离。

[0085] 接下来，描述根据本实施例的石膏浆料的混料和灌注处理。

[0086] 在步骤1中使上罐和下罐内所有管道的阀门处于关闭状态，打开上罐和下罐分别与外接独立真空系统之间的带阀管道18和9的阀门，调节上罐的压力达到‑0.055MPa，调节
下罐内的压力为‑0.06MPa。当上罐和下罐的压力达到设定值后，分别关闭上罐和下罐分别
与外接独立真空系统之间的带阀管道18和9的阀门。打开左混料罐8的气压调控带阀管道19
的阀门，使得左混料罐内压力达到‑0.03MPa，然后开启左混料罐8的石膏粉进料带阀管道A
和混合水溶液进料带阀管道B的阀门，使得左混料罐与大气压下的石膏粉给送容器和混合
水溶液给送容器导通，以在压力差作用下，将定量石膏粉体和定量混合水溶液高速吸收到
左混料罐8内，通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的初步
混合。当石膏粉体和混合水溶液全部进入左混料罐后，关闭左混料罐的石膏粉进料带阀管
道A和混合水溶液进料带阀管道B的阀门，通过左混料罐8的气压调控带阀管道19的阀门，将
左混料罐内的气压调整至‑0.05MPa，同时左混料罐内的螺旋搅拌器7开始下降并以650转/
min速度对石膏浆料进行搅拌，螺旋搅拌器底部距离左混料罐8的底部为40mm，搅拌时间为
180s。

[0087] 在步骤2中，当在左混料罐8内完成搅拌后，提升左混料罐8内的螺旋搅拌器7向上运动。与此同时，打开右混料罐11的气压调控带阀管道17的阀门，使得右混料罐内压力达
到‑0.03MPa，然后开启右混料罐11的石膏粉进料带阀管道A’和混合水溶液进料带阀管道B’
的阀门，使得右混料罐11与大气压下的石膏粉给送容器13和混合水溶液给送容器15导通，
在压力差作用下，将定量石膏粉体和定量混合水溶液高速吸收到右混料罐11内，通过石膏
粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的初步混合。当石膏粉体和混
合水溶液全部进入右混料罐11后，关闭右混料罐的石膏粉进料带阀管道A’和混合水溶液进
料带阀管道B’的阀门，通过右混料罐的气压调控带阀管道17的阀门，将右混料罐内的气压
调整至‑0.05MPa，同时右混料罐内的螺旋搅拌器12开始下降并以650转/min的速度对石膏
浆料进行搅拌，螺旋搅拌器12的底部距离右混料罐11的底部为40mm，搅拌时间为180s。

[0088] 在步骤3中，当左混料罐8中的螺旋搅拌器7提升至混料罐顶部最高位置时，开启左混料罐底部的岀料带阀管道C的阀门，使得左混料罐8的石膏浆料在重力和压力差的作用
下，通过出料带阀管道C流入石膏浆料传导管23，在左混料罐底部的出料带阀管道C开启后
的5s时，开启石膏浆料传导管23的阀门，使得上罐与下罐导通，石膏浆料在重力和压力差的
作用下，通过砂箱进料口，进入下罐内的待灌砂箱内。

[0089] 当左混料罐8内不再有石膏浆料流入下罐内的砂箱时，关闭左混料罐底部的岀料带阀管道C的阀门，关闭石膏浆料传导管23的阀门。打开上罐和下罐分别与外接独立真空系
统之间的带阀管道18和9的阀门，调节上罐的压力达到‑0.055MPa，调节下罐内的压力为‑
0.06MPa。当上罐和下罐的压力达到设定值后，分别关闭上罐和下罐与外接独立真空系统之
间的带阀管道18和9的阀门。当右混料罐中石膏浆料搅拌完成后，提升右混料罐中螺旋搅拌
器至混料罐顶部最高位置时，开启右混料罐底部的岀料带阀管道C’的阀门，使得右混料罐
11的石膏浆料在重力和压力差的作用下，通过出料带阀管道C’流入石膏浆料传导管23，在
右混料罐底部的岀料带阀管道C’的阀门开启后的5s时，开启石膏浆料传导管23的阀门，使
得上罐与下罐导通，石膏浆料在重力和压力差的作用下，通过砂箱进料口，进入下罐内的待
灌砂箱内。当右混料罐11内不再有石膏浆料流入下罐内的砂箱时，关闭右混料罐底部的岀
料带阀管道C’的阀门，关闭石膏浆料传导管23的阀门，打开上罐和下罐分别与外接独立真
空系统之间的带阀管道18和9的阀门，调节上罐的压力达到‑0.055MPa，调节和下罐内的压
力为‑0.06MPa，当上罐和下罐的压力达到设定值后，分别关闭上罐和下罐分别与外接独立
真空系统之间的带阀管道18和9的阀门。

[0090] 在步骤4中，当在右混料罐内完成搅拌的同时，打开左混料罐的气压调控带阀管道的阀门，使得左混料罐内压力达到‑0.03MPa，然后开启左混料罐的石膏粉进料带阀管道和
混合水溶液进料管道的阀门，使得左混料罐与大气压下的石膏粉给送容器和混合水溶液给
送容器导通，在压力差作用下，将定量石膏粉料和定量混合水溶液高速吸收到左混料罐内，
通过石膏粉料和混合水溶液的对撞作用，实现石膏粉料与混合水溶液的初步混合，当石膏
粉体和混合水溶液全部进入左混料罐后，关闭左混料罐的石膏粉进料带阀管道和混合水溶
液进料管道的阀门，通过左混料罐气压调控带阀管道的阀门，将左混料罐内的气压调整至‑
0.05MPa，同时左混料罐内的螺旋搅拌器开始下降并以650转/min的速度对石膏浆料进行搅
拌，螺旋搅拌器底部距离混料罐底部为40mm，搅拌时间同为180s。

[0091] 由此重复步骤1至4，直至下罐内的砂箱被石膏浆料填满。

[0092] 当下罐内的砂箱灌满石膏浆料后，将下罐内的旋转轮盘旋转45°，使得液体收集箱进液口与石膏浆料传导管下端面对齐，同时开启左、右混料罐混合水溶液进料管道、混合水
溶液进料管和自来水桶之间的阀门，在压力差作用下，自来水先后进入左右混料罐、出料带
阀管道和石膏浆料传导管，进行残余石膏浆料冲洗处理，清洗时间为20s，清洗后的自来水
通过液体收集箱进液口流入液体收集箱中，清洗完成后关闭所有已开启阀门，然后单独开
启下罐压力调节系统，使得下罐压力变为常压。

[0093] 之后，进行的将灌注有石膏的砂箱从下罐中取出以及焙烧处理与第一实施例的相同，因此不再赘述。

[0094] 根据本实施例制备的熔模石膏铸型所生产的ZL101A方形中部带隔板舱体铸件，内外表面颗粒状多肉物最大外接圆直径为2.6mm；铝合金铸件表面30×30mm面积内，直径大于
2mm的多肉物数量为1处；铸件尺寸公差为CT6；铸件无裂纹。

[0095] 第三实施例

[0096] 在本实施例中描述用于制备浇铸Z1114A瓮型变截面铸件的石膏铸型的制备方法。该瓮型变截面铸件的主体壁厚为2.4mm，高度为810mm。在该实施例中与上述第一实施例相
似，利用两个混料罐(左混料罐8和右混料罐11)同时进行混料和浇灌石膏。下面仅描述，该
实施例与第一实施例的不同之处。

[0097] 在本实施例中，在步骤1中，使用铝合金材质的压蜡模具制备瓮型变截面铸件蜡型。将制备的蜡型放置在22℃的自来水中定型35min，然后使用丙酮和工业乙醇(比例为
1.5:8.5)的混合剂喷淋清洗蜡型的内外表面。在蜡型相对于重力反方向且深度超过20mm的
盲腔上，使用直径4mm钻头开通孔，开孔轴线与重力方向平行，孔距为20mm，然后使用AB胶将
厚度为0.2mm厚的圆形TPU防水透气膜粘覆孔洞上下表面并将蜡型放置到待灌浆的沙箱中，
防水透气膜防水等级为IPX‑5级，防水透气膜直径为10mm，防水透气膜的中心与所覆盖的圆
形孔洞中心偏差为1.5mm。

[0098] 另外，在本实施例中，在步骤3中，在进行石膏粉料与混合水溶液的混合前，上罐和下罐内的压力分别被调节为‑0.053Mpa和‑0.058MPa，左、右混料罐内的压力达到‑
0.025MPa。在石膏粉料与混合水溶液进行混合后，左、右混料罐内的气压被调整至‑
0.045MPa。在进行石膏浆料的搅拌时以610转/min的速度对石膏浆料进行搅拌，螺旋搅拌器
底部距离混料罐底部为40mm，搅拌时间为150s。

[0099] 此外，在步骤4中，在左、右混料罐底部的出料带阀管道开启后的4s内，开启石膏浆料传导管的阀门，使得上罐与下罐导通。在步骤5中，进行残余石膏浆料冲洗处理时，清洗时
间为16s。

[0100] 使用本实施例制备的熔模石膏铸型所生产的ZL114A瓮型变截面铸件，内外表面颗粒状多肉物最大外接圆直径为2.2mm；铝合金铸件表面30×30mm面积内，直径大于2mm的多
肉物数量为2处；铸件尺寸公差为CT6；铸件无裂纹。

[0101] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。