[發明專利]一種水溶性陶瓷型芯及其制備方法

有效

• 申請號: 201210276204.9
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102786295B
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 賈志宏;王順成;趙玉濤
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明涉及陶瓷芯，特指一種水溶性陶瓷型芯及其制備方法，可用于澆注溫度不超過900^?C的內腔結構復雜或中空鑄件的熔模鑄造中。本項發明具體以電熔剛玉粉末、鋯英砂、氯化鈉顆粒為主體材料，NaCl溶液和聚乙二醇為粘結劑，通過特定的混配工藝，采用低溫烘干，高溫焙燒的工藝獲得水溶芯陶瓷型芯。本發明的水溶性陶瓷型芯，既保證了型芯的強度，又有良好的成型性，具有操作方便快捷（只需用清水沖洗，短時間內就可輕易脫除型芯）、無污染、無需專用設備、對鑄件無損壞等優點。

技術領域

本發明涉及陶瓷芯，特指一種水溶性陶瓷型芯及其制備方法，可用于澆注溫度不超過900^?C的內腔結構復雜或中空鑄件的熔模鑄造中。

背景技術

2011年是我國零部件行業的發展開啟年，《產業結構調整指導目錄（2011年本）》中曾明確指出發展零部件的重要性，而汽車工業、船舶、兵器及航天航空工業的迅猛發展催生了市場對帶有復雜內腔及彎曲孔道鋁合金鑄造零部件的需求，致使具有高強度的樹脂砂芯被大量應用于此類鑄件的生產，卻造成了嚴重的環境污染；且樹脂砂芯發氣量偏大，易產生氣孔類缺陷。?

一般的陶瓷型芯采用混合堿法、堿溶液法、壓力脫芯法（需用專用的設備）、氫氟酸法來脫除型芯；這些方法中，有的對鑄件有腐蝕性，有的在應用過程中產生有毒物質對環境造成污染，有的脫除工藝復雜還需要專用設備，從而這些都造成了型芯脫除時的一定難度，在實際生產應用當中，不僅費時，而且費力，費工，給企業生產造成諸多不便。?

水溶性陶瓷型芯能夠很好地解決上述的這些問題，而且在鑄件澆注時不產生有害氣體，清理時方便快捷，無振動與噪音，鑄件成形后通過用水力清理可將型芯溶解或高度潰散，使型芯易于清除，并使鑄件具有潔凈光滑的內表面和良好的尺寸精度，同時節省勞力并改善鑄造車間的環境衛生。

水溶芯技術隨著現代工業技術的發展，特別是航空工業的發展而出現的，主要用來解決飛行器部件中的復雜內腔及細孔的成形問題，該技術在我國的應用尚不普及；據報道，合肥工業大學等單位研制成功了電熔剛玉可溶芯；成都東方電機廠研制成功了碳酸鉀硅砂可溶芯；孟爽芬等人研制成功用于汽輪機鑄鋼件生產的水溶芯；國外此項技術的開發應用中也有部分報道，如日本的小池敬一用氧化鋁和碳酸鉀制成的水溶芯，成功地生產出了水泵葉輪及大型機械冷卻用鋁合金水冷板，這種水冷板的外形尺寸為740×480mm，厚度為20?mm，壁內設計有冷卻水管道；Miller及Charles等人用以MgO或CaO為基材燒結成的陶瓷芯，成功地澆注出了鎳基及鉆基超合金渦輪葉片、導向葉片等多種復雜鑄件，但通常水溶性陶瓷型芯以可溶性無機鹽為粘結劑，造成型芯耐熱性差、強度低，成型時需要較高壓力、凝固收縮時容易開裂、易對鑄件造成腐蝕等亟需改進或克服的問題。

發明內容

本項發明的目的就是為了克服傳統陶瓷型芯鑄造在實際生產和應用中的缺點，研發出了一種水溶性陶瓷型芯，既保證了型芯的強度，又有良好的成型性，具有操作方便快捷（只需用清水沖洗，短時間內就可輕易脫除型芯）、無污染、無需專用設備、對鑄件無損壞等優點，可用于澆注溫度不超過900^?C的合金鑄件。

本項發明具體以電熔剛玉粉末、鋯英砂、氯化鈉顆粒為主體材料，?NaCl溶液和聚乙二醇為粘結劑，通過特定的混配工藝，采用低溫烘干，高溫焙燒的工藝獲得水溶芯陶瓷型芯。

一種水溶性陶瓷型芯，其配料組成按質量份數計算：?40%的鋯英砂，30%的電熔剛玉粉末，15%的氯化鈉粉末，10%的飽和氯化鈉溶液和5%的分子量不大于1000的聚乙二醇。

所述水溶性陶瓷型芯所需的原料，其規格技術要求在于：鋯英砂320目，電熔剛玉粉末200目，氯化鈉為工業氯化鈉，優選600分子量的聚乙二醇，氯化鈉飽和水溶液。