定向凝固铌硅基合金空心涡轮叶片陶瓷型芯制备方法.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CN109053194A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201810786890.1B22C9/10(2006.01)(22)申请日2018.07.18(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代理人刘光德彭霜(51)Int.Cl.C04B35/622(2006.01)C04B35/632(2006.01)C04B35/634(2006.01)C04B35/66(2006.01)C04B35/81(2006.01)C04B35/505(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称定向凝固铌硅基合金空心涡轮叶片陶瓷型芯制备方法(57)摘要本发明公开了一种定向凝固铌硅基合金空心涡轮叶片陶瓷型芯制备方法，包括：步骤一、将氧化铪粉体、氧化钇粉体和氧化铝晶须进行混合，获得陶瓷粉料后保温；步骤二、按照80～95wt％的陶瓷粉料和5～20wt％的增塑剂，将陶瓷粉料加入到熔融后的增塑剂后搅拌2～10h，得到型芯浆料后冷却成料饼；步骤三、在110～130℃下熔化料饼，在35～45℃下预热模具，采用陶瓷压芯机压制陶瓷型芯坯体；步骤四、将陶瓷型芯坯体置于轻质氧化镁中进行排蜡和焙烧，从而得到铌硅基合金涡轮叶片定向凝固用陶瓷型芯。CN109053194ACN109053194A权利要求书1/1页1.一种定向凝固铌硅基合金空心涡轮叶片陶瓷型芯制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤一、将氧化铪粉体、氧化钇粉体和氧化铝晶须进行混合，获得陶瓷粉料后保温待用；步骤二、按照80～95wt％的陶瓷粉料和5～20wt％的增塑剂，将陶瓷粉料加入到熔融后的增塑剂后搅拌2～10h，得到型芯浆料后冷却成料饼；步骤三、在110～130℃下熔化料饼，在35～45℃下预热模具，在0.6～2.4MPa的压力下压铸，压铸时间为10～30s，保压时间10～30s，压铸成陶瓷型芯坯体；步骤四、将陶瓷型芯坯体置于轻质氧化镁中，在1～2h内从室温升到120℃，保温0.5～1h；2～3h内从120℃升到250℃，保温1～2h；从250℃升到1000℃，保温1～2h；从1000℃升到1450～1700℃，保温4～6h；随炉冷却至室温，得到陶瓷型芯烧结体；将陶瓷型芯烧结体用氧化钇溶胶进行浸渍后焙烧强化，从而得到铌硅基合金涡轮叶片定向凝固用陶瓷型芯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述氧化铪粉体、氧化铪粉体和氧化铝晶须的重量百分含量分别为5～25wt％、70～94wt％和1～5wt％；所述混合时间为2～5h；所述保温温度为110～130℃。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铪粉体和氧化钇粉体均为电熔粉体，其粒度为320～330目；所述氧化铝晶须的长径比为10～50∶1。4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，采用V型混料机进行混合。5.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述增塑剂包括55～80wt％的石蜡、15～35wt％的蜂蜡、1～3wt％的聚乙烯和4～7wt％的油酸；所述增塑剂的熔融温度为110～130℃；所述搅拌速度为100～200r/min。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤四中，氧化钇溶胶的固含量为18～23wt％，浸渍时间8～12min，浸渍后焙烧温度为800～1000℃。7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤四中焙烧强化的次数为1～3。2CN109053194A说明书1/5页定向凝固铌硅基合金空心涡轮叶片陶瓷型芯制备方法技术领域[0001]本发明涉及熔模铸造型芯技术领域，具体涉及一种定向凝固铌硅基合金空心涡轮叶片陶瓷型芯制备方法。背景技术[0002]提高航空发动机推重比和工作效率的主要途径是不断提高涡轮前进气口温度、减轻发动机整体重量，这对发动机材料，特别是叶片材料的承温性能提出了更高的要求，可以说航空发动机的核心热端部件-空心涡轮叶片的承温能力直接决定了发动机的性能。目前，第三代镍基单晶高温合金的使用温度极限为1150℃，通过热障涂层和气冷技术手段提高其工作温度的空间有限，因此发展具有更高承温性能的合金叶片材料是发展新型高推重比航空发动机的重要基础。铌硅(NbSi)基合金具有熔点高(≥1750℃)、密度低(≤7.2g/cm3)等优点，承温能力比镍基合金高出250℃左右，从而受到越来越广泛的关注，是用于高推重比航空发动机叶片最有潜力的备选材料。因此，新一代高推重比航空发动机用耐高温铌硅涡轮叶片的材