硅基陶瓷型芯的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102603275A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102603275A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210028770.8(22)申请日2012.02.09(71)申请人北京昌航精铸技术有限公司地址102206北京市昌平区沙河工业园区北京昌航精铸技术有限公司(72)发明人田刚王平谷苍(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人杨小双(51)Int.Cl.C04B35/14(2006.01)C04B35/622(2006.01)B28B3/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称硅基陶瓷型芯的制备方法(57)摘要一种硅基陶瓷型芯的制备方法，包括下列步骤：第一步、粉料的混合；第二步、制备浆料；第三步、压制成型；第四步、烧结。在制备浆料中，增塑剂的配比为：91％～95％的石蜡、4％～6％的蜂蜡、1％～2％的EVA；增塑剂占混合粉的12％～15％。解决的技术问题是如何使硅基陶瓷型芯在烧结的过程中少裂纹、少断裂、变形小，以提高产品的合格率。CN1026375ACN102603275A权利要求书1/1页1.一种硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：步骤一、粉料的配置及混合粉料的配比为：75％～82％的熔融石英及玻璃级配粉、17％～24％的锆英粉、1.5％～2％纳米二氧化硅石英粉；将熔融石英玻璃级配粉、锆英粉、纳米二氧化硅石英粉混合，将混合的粉料放在装有适量蒸馏水的球磨罐内研磨，得到混合粉液，球磨时间为110min～130min；将混合粉液过筛后放入烘干箱烘烤，得到干燥的混合粉，干燥温度为140℃～200℃，干燥时间为220min～250min；步骤二、制备浆料增塑剂的配比为：91％～95％的石蜡、4％～6％的蜂蜡、1％～2％的EVA；增塑剂占混合粉的12％～15％；将增塑剂融化至160℃～180℃，将融化好的增塑剂快速倒入正在运转的并预热到120℃的搅拌机中，然后快速分批将粉料加入搅拌机中，同时加入20～70ml油酸，在加料开始后将搅拌的转速增到1500r/min；加料完成后，以1500r/min搅拌1小时，降速至700r/min连续搅拌4小时，同时搅拌机降温至80～85℃；步骤三、压制成型将在步骤二中所得到的浆料通过陶芯压注机压注成型，使其形成硅基陶瓷型芯的胚体；陶芯压注机的压力为2Mpa～4Mpa，温度为80℃～90℃；步骤四、烧结在步骤四中包括硅基陶瓷型芯的脱蜡阶段和高温焙烧阶段，将在步骤三中制成的硅基陶瓷型芯的胚体放置在烧结专用的匣钵里，并用低钠高温氧化铝粉覆盖，然后将装有硅基陶瓷型芯的胚体的匣钵放入高温炉中，进行低温脱蜡和高温焙烧。2.根据权利要求1所述的一种硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：在所述步骤三中，当陶芯压注机的温度上升到75℃～80℃时，保持温度恒定。3.根据权利要求1所述的一种硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：所述的石蜡为58°半精炼石蜡或者58°全精炼石蜡。2CN102603275A说明书1/4页硅基陶瓷型芯的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种陶瓷型芯，具体涉及一种应用于精密铸造领域的硅基陶瓷型芯的制备方法。背景技术[0002]陶瓷型芯广泛应用于精密铸造领域，铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，可以这么说，铸造技术的发展与创新标志着一个国家的生产实力的提升，我国虽然是一个制造大国，但是我国并不是一个技术强国，由于在高端技术和产品上，国外一直对我国实施技术封锁，导致我国陶瓷型芯的生产技术与国外相比差距较大，现在我国还没有出现具有较高水平和市场化较好的专业生产陶瓷型芯的企业。[0003]陶瓷型芯是根据零件所需要的孔或者腔而制造的一种型芯，硅基陶瓷型芯因具有膨胀系数小、抗急冷急热能力强、机械强度高、化学稳定性好、脱芯方便等特点，而被广泛应用于精密铸造领域，例如，航空发动机的涡轮叶片的铸造，必须借助于陶瓷型芯才能形成所需要的空心形状，因此，陶瓷型芯的质量会对涡轮叶片的质量和发动机的性能产生重大的影响，精铸时，由陶瓷型芯和型壳决定铸件的内腔形状和铸件的壁厚。[0004]作为陶瓷型芯的基体材料必须得具备五个条件：一、高耐火度(熔点或者是软化点在1600℃之上)；二、与合金有较高的不相容性；三、可以用化学方法进行脱芯；四、与型壳相匹配的线膨胀系数；五、烧成后没有过多的高低温晶型转变。目前，国内外所使用的陶瓷型芯的基体材料有石英玻璃、电熔刚玉、锆英石、氧化镁、莫来石、尖晶石或者稀土氧化物来保证并提高陶芯的承温能力。陶瓷型芯中除了基体材料之外，还需加入一些辅助材料，这些辅助材料包括能够促进烧结的矿化剂和促进成型的增塑剂等。矿化剂所起的作用是能在型芯焙烧的过程中与