抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳及制备方法.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CN109909445A(43)申请公布日2019.06.21(21)申请号201910072063.0(22)申请日2019.01.25(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人李飞孙宝德(74)专利代理机构中国和平利用军工技术协会专利中心11215代理人李智婧彭霜(51)Int.Cl.B22C3/00(2006.01)B22C1/02(2006.01)B22C9/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳及制备方法(57)摘要本发明公开了一种抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳制备方法，包括：步骤一、制备陶瓷型壳的面层涂料；在搅拌状态下，将电熔刚玉粉以及六方氮化硼、煅烧高岭土和二氧化钛的复合粉体、乳胶、润湿剂、消泡剂、分散剂和防腐剂加入到硅溶胶中后，继续搅拌2～12h，得到陶瓷型壳的面层涂料；步骤二、制备陶瓷型壳。本发明还公开了一种抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳。本发明可以抑制“润湿～反应”所造成的化学粘砂，减少金属熔体机械热渗透所造成的粘砂。CN109909445ACN109909445A权利要求书1/2页1.一种抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤一、制备陶瓷型壳的面层涂料；在搅拌状态下，将电熔刚玉粉以及六方氮化硼、煅烧高岭土和二氧化钛的复合粉体、乳胶、润湿剂、消泡剂、分散剂和防腐剂加入到硅溶胶中后，继续搅拌2～12h，从而得到陶瓷型壳的面层涂料；所述陶瓷型壳的面层涂料中的化学组分及其质量百分含量分别为：硅溶胶，20～30wt％；电熔刚玉粉，60～75wt％；六方氮化硼、煅烧高岭土和二氧化钛的复合粉体为2～8wt％；乳胶，1.5～2.5wt％；润湿剂、消泡剂、分散剂和防腐剂的质量百分含量均为0.125wt％；步骤二、制备陶瓷型壳；步骤21、将清洗好并吹干的蜡模浸入到陶瓷型壳的面层涂料中，待面层涂料均匀地涂挂在蜡模上后，再将面层电熔刚玉砂撒在蜡模表面的涂料上后在室温下自然干燥；步骤22、将干燥后的蜡模依次进行背层涂料的沾浆、淋砂和干燥处理，重复操作；步骤23、采用背层涂料进行封浆后依次进行干燥、脱蜡和焙烧处理，从而制得能够抑制叶片表面粘砂的陶瓷型壳。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述复合粉体中的六方氮化硼、煅烧高岭土和二氧化钛的质量比为5:4:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，硅溶胶为碱性二氧化硅溶胶，该二氧化硅胶体粒子含量为25～35wt％，pH值为8～9；电熔刚玉粉粒度为320～330目，α～Al2O3含量≥99.0wt％；六方氮化硼为白色粉状，纯度≥99.0wt％，游离硼含量低于0.5wt％，粒度为1～10μm；煅烧高岭土的粒度为1～38μm；二氧化钛的粒度为0.5～38μm；乳胶为白色液体、固含量为25～35wt％的聚醋酸乙烯乳液。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，面层涂料中电熔刚玉粉和硅溶胶的粉液质量比为2～3.75；面层涂料的粘度为20～35s；所述粘度采用5号察恩杯测量。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤21中，面层电熔刚玉砂的粒度为80～100目。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤22中，所述背层涂料包括粘结剂、填料和矿化剂；所述粘结剂为碱性硅溶胶；所述填料为电熔刚玉粉，该电熔刚玉粉的粒度为320～330目，且α～Al2O3含量≥99.0wt％；所述矿化剂为煅烧高岭土，该煅烧高岭土的粒度为320～330目，在背层涂料中所占质量百分含量为3～8wt％；背层型砂为电熔刚玉砂；背层中第一层的电熔刚玉砂的粒度为80～100目，第二层至第三层的电熔刚玉砂的粒度为41～51目；第四层及其之后的电熔刚玉砂的粒度为19～29目。7.根据权利要求1～6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤22中，重复操作的次数为3～6。8.根据权利要求1～7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤23的焙烧处理过程中，最高焙烧温度为900～1100℃，焙烧时间为0.5～2h，随炉冷却至室温。2CN109909445A权利要求书2/2页9.一种抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳，其特征在于，所述陶瓷型壳采用如权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备。3CN109909445A说明书1/4页抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳及制备方法技术领域[0001]本发明涉及精密铸造技术领域，具体涉及一种抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳及制备方法。背景