[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有Y2O3抗侵蝕涂層坩堝及其采用注漿成型工藝制Y2O3抗侵蝕涂層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910079970.4
• 申請(qǐng)日: 2009-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101498549A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐曉霞;張花蕊;高明;張虎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F27B14/10
• 分類(lèi)號(hào): F27B14/10;C04B35/66;C04B35/505;C04B41/65
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制作在坩堝內(nèi)壁的涂層材料。更特別地說(shuō)，是指一種采用注漿成型工藝將Y₂O₃制作在現(xiàn)有坩堝基體內(nèi)壁，然后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到具有Y₂O₃抗侵蝕涂層的新型坩堝。

背景技術(shù)

高溫合金是制造渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料，在航空、航天領(lǐng)域占有重要的地位，因此高溫合金的熔煉是近年來(lái)材料加工方向研究的重點(diǎn)之一，研究結(jié)果表明高溫合金熔煉過(guò)程中混入的雜質(zhì)元素和夾雜物對(duì)合金性能具有重大影響，因而高溫合金的超純凈熔煉具有十分重要的意義，對(duì)熔煉用坩堝的化學(xué)穩(wěn)定性和抗侵蝕性提出了更高的要求。

近年來(lái)陶瓷坩堝在高溫合金熔煉中起到越來(lái)越重要的作用，Y₂O₃坩堝、Al₂O₃坩堝或者ZrO₂坩堝等高溫氧化物坩堝因具有較好的耐熱性和抗熱震性已在合金熔煉中得到應(yīng)用。然而目前成型出的Y₂O₃坩堝、Al₂O₃坩堝以及ZrO₂坩堝通常是由粗顆粒級(jí)配制得的，坩堝基體晶粒大小不均勻、粗顆粒與細(xì)顆粒間結(jié)合松散、甚至存在較大孔隙，在高溫熔煉的過(guò)程中，制作坩堝的材料易混入被熔物中，影響被熔物的性能。此外表面不致密坩堝的抗熔體滲透性差，嚴(yán)重影響坩堝的使用壽命。因此有必要發(fā)展一種高抗熔體滲透性和高抗侵蝕性的涂層坩堝。

氧化釔(Y₂O₃)是一種難熔氧化物，其熔點(diǎn)高達(dá)2400℃以上，1500℃下的分解壓為1.62×10^-2MPa。Y₂O₃陶瓷不僅具有優(yōu)良的耐熱性和高溫穩(wěn)定性，而且具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，是制作合金熔煉用坩堝涂層的首選材料。此外，由于Y₂O₃的高化學(xué)穩(wěn)定性，在高溫下不易與Ti、Al等活潑金屬發(fā)生反應(yīng)，因此Y₂O₃抗侵蝕涂層坩堝將顯著提高Al₂O₃坩堝、ZrO₂坩堝的化學(xué)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種具有Y₂O₃抗侵蝕涂層的新型坩堝，是采用注漿成型工藝將Y₂O₃抗侵蝕涂層漿料制備在現(xiàn)有坩堝基體內(nèi)壁上。本發(fā)明的具有Y₂O₃抗侵蝕涂層坩堝能夠提高坩堝基體的抗熔體滲透性和抗熔體侵蝕性。

本發(fā)明的目的之二是提出一種采用注漿成型工藝將Y₂O₃抗侵蝕涂層漿料制備在坩堝基體內(nèi)壁的方法，該涂層制備方法是通過(guò)控制注漿吸漿時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)成型厚度的控制，成型方法簡(jiǎn)單可控，制得的新型坩堝具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性和更低的孔隙率，提高了原坩堝的抗熔體滲透性和抗熔體侵蝕性。

本發(fā)明的一種具有Y₂O₃抗侵蝕涂層坩堝，該具有Y₂O₃抗侵蝕涂層坩堝由坩堝基體和Y₂O₃抗侵蝕涂層構(gòu)成，且Y₂O₃抗侵蝕涂層制備在坩堝基體的內(nèi)壁上。該坩堝能夠適用于1600℃～2000℃高溫環(huán)境下使用。

一種采用注漿成型工藝制具有Y₂O₃抗侵蝕涂層坩堝的方法，其有下列步驟：

第一步：制Y₂O₃抗侵蝕漿料

Y₂O₃抗侵蝕漿料由多級(jí)Y₂O₃原料粉、分散劑、粘結(jié)劑和去離子水組成，各組分經(jīng)充分混合后得到流動(dòng)性良好的漿料，其中，100ml的去離子水中加入125.00g～409.09g的多級(jí)Y₂O₃原料粉、1.25g～5.00g的分散劑和0.80g～3.20g的粘結(jié)劑；

所述分散劑為聚丙烯酸銨或者阿拉伯樹(shù)膠；

所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇或者羧甲基纖維素；