[發(fā)明專利]一種澆注陶瓷型芯及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110205876.6
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102351519A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬柏方;袁鎖軍;萬捷
• 申請（專利權(quán)）人: 丹陽市精密合金廠有限公司
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;B28B1/26
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有空心支板的大型鑄件的熔模鑄造技術(shù)，特別是一種用于航空發(fā)動機(jī)中介機(jī)匣、后機(jī)匣等環(huán)形鑄件空心支板成型用型芯材料及制備方法。

背景技術(shù)

增加航空發(fā)動機(jī)渦輪前進(jìn)氣溫度和減重是提高其推重比的主要途徑。構(gòu)成航空發(fā)動機(jī)的主要承力部件，如高溫合金后機(jī)匣、鈦合金中介機(jī)匣等部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計也日趨復(fù)雜，因此對其金屬基體材料及其加工技術(shù)提出了更加苛刻的要求。從世界航空發(fā)達(dá)國家發(fā)展的歷程和未來趨勢看，在發(fā)動機(jī)推力一定的情況下，通過機(jī)匣類鑄件薄壁化設(shè)計和采用整體精鑄技術(shù)，使發(fā)動機(jī)本身減重并且提高可靠性，大大提升了發(fā)動機(jī)性能，也是提高推重比的有效途徑之一。

近凈形熔模精密鑄造技術(shù)是國內(nèi)外制備發(fā)動機(jī)機(jī)匣類結(jié)構(gòu)件最重要的技術(shù)。該技術(shù)通過采用可熔失的蠟料壓制蠟?zāi)?，然后制作陶瓷型殼，脫蠟后對陶瓷型殼進(jìn)行焙燒，最后將熔融的金屬澆注到型殼中，待金屬凝固、冷卻后清殼，即得到所需的鑄件。通過對鑄型材料以及對鑄件成型過程中各工藝環(huán)節(jié)和工藝因素的嚴(yán)格控制，可獲得工作面無需機(jī)械加工或只進(jìn)行局部打磨的近凈形鑄件。因此熔模精密鑄造技術(shù)具有鑄造尺寸精度高、表面粗糙度低、可用于鑄造形狀復(fù)雜(特別是內(nèi)腔復(fù)雜)的大型薄壁件和整體件的優(yōu)點(diǎn)。

航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣類部件通常有若干空心支板，為了獲得其空心結(jié)構(gòu)，須在陶瓷型殼中的斜支板部位增加陶瓷型芯，待鑄件澆注完畢后，首先脫除型殼，然后將陶瓷型芯從支板中用機(jī)械或化學(xué)方法清除，即獲得支板具有空心結(jié)構(gòu)的機(jī)匣鑄件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適于滿足航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣類鑄件的熔模精密鑄造技術(shù)的需求的支板成型用澆注陶瓷型芯及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的澆注陶瓷型芯包括：不同粒度的熔融石英粉、針狀石墨粉、氯化銨以及硅溶膠。

所述的不同粒度的熔融石英粉中的二氧化硅的含量≥99wt.％，不同粒度的熔融石英粉的粒度分別為20-40目、50-100目和200-325目，其中粒度為20-40目的熔融石英粉的質(zhì)量百分比為10％-30％，粒度為50-100目的熔融石英粉的質(zhì)量百分比為20％-40％，粒度為200-325目的熔融石英粉的質(zhì)量百分比為30％-70％；所述的針狀石墨粉，是由針狀石油焦經(jīng)由2600-2800℃高溫煅燒，并發(fā)生石墨化而獲得，其中碳含量≥99wt.％，粒度分布在40-120目之間，針狀石墨粉加入量為熔融石英粉質(zhì)量的1-5％；所述的氯化銨，為分析純，粒度分布在200-325目之間，氯化銨的加入量為熔融石英粉的0.08-0.12wt.％；所述的硅溶膠中的二氧化硅含量≥28wt.％。

本發(fā)明涉及的支板成型用陶瓷型芯的制作方法是：將不同粒度的熔融石英粉、針狀石墨粉和氯化銨按照一定比例混合，獲得粉體原料；將一定量的硅溶膠加入到該粉體原料中，采用強(qiáng)力攪拌方式混合一定的時間，配成陶瓷漿料，將陶瓷漿料澆注到鑄件熔模鑄造用蠟?zāi)５闹О蹇涨恢校?jīng)過一定時間后，氯化銨引發(fā)硅溶膠發(fā)生固化反應(yīng)，使陶瓷漿料成為具有一定強(qiáng)度的固體，即支板成型用陶瓷型芯。該陶瓷型芯的作用是使鑄件澆注后，經(jīng)型芯清除，使鑄件的支板具有一定尺寸和形狀的空心結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的澆注陶瓷型芯的制備方法，包括如下步驟：

第一步，配制粉體原料。配制過程是：將不同粒度的熔融石英粉、針狀石墨粉和氯化銨粉體加入到V型混料機(jī)中，進(jìn)行強(qiáng)制干混，V型混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/min，混合時間為12-24h。各種粉體混合后，即得到制備陶瓷型芯的粉體原料。

第二步，配制陶瓷型芯澆注成型用漿料。配制過程是：將第一步中得到的粉體原料加入到一定量的硅溶膠中，用強(qiáng)力攪拌機(jī)混合約1min，粉體原料和硅溶膠混合成為陶瓷型芯澆注成型用漿料。

第三步，型芯澆注成型。將第二步中獲得的漿料澆注到鑄件熔模鑄造用蠟?zāi)５闹О蹇涨恢校?jīng)一定時間后漿料固化，獲得具有一定強(qiáng)度的固體型芯。該型芯可在鑄件澆注后清除，使鑄件的支板具有一定尺寸和形狀的空心結(jié)構(gòu)。