一种梯度空心陶瓷型芯及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112239369A(43)申请公布日2021.01.19(21)申请号202011127400.0(22)申请日2020.10.20(71)申请人西安工程大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路19号(72)发明人屈银虎王钰凡高浩斐张红何炫张学硕(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛(51)Int.Cl.C04B38/06(2006.01)C04B35/14(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/63(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种梯度空心陶瓷型芯及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种梯度空心陶瓷型芯，按照质量百分比由以下组分组成，电熔石英65％～75％；锆英10％～30％；白石蜡5％‑30％；邻苯二甲酸二乙酯0.5％‑5％；蜂蜡0.5％‑5％；聚乙烯0.05％‑1％；油酸0.05％‑1％；5％‑10％耐高温硅溶胶，合计100％。本发明还公开了该种梯度空心陶瓷型芯的制备方法，步骤包括：预先按照质量百分比称量各个组分；步骤1：制备热塑性陶瓷浆料；步骤2：热压注，得到成型的陶瓷型芯坯体；步骤3：烧结加热固化成型。本发明的方法，解决了陶瓷型芯的脱除时间长，脱芯效率低下的问题，成本低廉，制备工艺较为简单，便于推广。CN112239369ACN112239369A权利要求书1/1页1.一种梯度空心陶瓷型芯，其特征在于：按照质量百分比由以下组分组成，电熔石英65％～75％；锆英10％～30％；白石蜡5％-30％；邻苯二甲酸二乙酯0.5％-5％；蜂蜡0.5％-5％；聚乙烯0.05％-1％；油酸0.05％-1％；5％-10％耐高温硅溶胶，合计100％。2.一种梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：预备步骤：按照质量百分比称量以下组分：电熔石英65％～75％；锆英10～30％；白石蜡5-30％；邻苯二甲酸二乙酯0.5-5％；蜂蜡0.5-5％；聚乙烯0.05-1％；油酸0.05-1％；5-10％耐高温硅溶胶，合计100％；从电熔石英总量中分出10％制备方电熔石英、分出10％制备耐火材料，剩余的80％电熔石英用于制备电熔石英粉末；步骤1：制备热塑性陶瓷浆料1.1)将白石蜡、邻苯二甲酸二乙酯、蜂蜡、聚乙烯放入搅拌机中，升温至50-200℃，待其完全融化后制作蜡芯；1.2)取电熔石英粉末、锆英粉末及方电熔石英，将该三种原料依次放入球磨罐中进行球磨，将混合粉体置入烘箱中在100-300℃条件下干燥0.5-5h；将烘箱中的混合粉体取出，并与融化好的塑化剂和油酸混合均匀；控制搅拌转速为100-600r/min，搅拌5-20h，得到热塑性陶瓷浆料；使用5-10％耐高温硅溶胶作为粘结剂使得陶瓷型芯每层梯度结构致密；步骤2：热压注，得到成型的陶瓷型芯坯体，将热塑性陶瓷浆料，在表层挤入300～600目粒径的耐火材料预成型，使用陶瓷型芯高压压注机进行压制工序，放入热压注成型机的料桶中，在50-200℃下加热至熔融态后进行压注，采用油酸作为脱模剂进行压注；将刚出模的湿态型芯，在湿态情况下，放入校正胎具中，用压力机加压，进行尺寸校正，得到陶瓷型芯坯体；步骤3：烧结加热固化成型将制备好的陶瓷型芯坯体装入陶瓷槽中，在不同组分对应的熔点进行分梯度升温及保温，保温时间根据组分含量不同有所差异，得到梯度空心陶瓷型芯，即成。3.根据权利要求2所述的梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤1.2)中，加入直径5-30mm的氧化锆小球，且三种原料与氧化锆小球的质量比为3：2，在室温下充分球磨0.5-5h。4.根据权利要求3所述的梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤1.2)中，压注压力为0.5-5MPa，保压时间5-50s，压注温度为室温。5.根据权利要求3所述的梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤3中，分梯度升温及保温的具体过程是，保持升温速度为120-200℃/h，且每连续升温1h后保温10-20min；当温度升至600℃时，保温2h，使陶瓷型芯中“蜡芯”完全脱除变成空心梯度结构；当升温至1400℃达到最终烧结温度，保温烧结4h；随后按照100℃/h的速度冷却至200-500℃后，再随炉冷却直至室温时取出。2CN112239369A说明书1/7页一种梯度空心陶瓷型芯及其制备方法技术领域[0001]本发明属于精密铸造技术领域，涉及一种梯度空心陶瓷型芯，本发明还涉及该种梯度空心陶瓷型芯的制备方法。背景技术[0002]随着航空、航天和工业燃气轮机技术的飞速发展，涡轮发动机的燃气温度不断提高，因此要求不断增加涡轮叶片耐高温的能力。鉴于此，高温合金