[發明專利]一種導葉內環分體組合式空心陶瓷型芯的制備方法

有效

• 申請號: 201410173391.7
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104028699A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 劉玉柱;劉暢
• 申請（專利權）人: 沈陽明禾石英制品有限責任公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱;陳磊

技術領域

本發明屬于精密鑄造技術領域，具體涉及一種導葉內環分體組合式空心陶瓷型芯的制備方法。?

背景技術

為了提升發動機的可靠性，發動機中的重要部件，如導葉內環的制造質量亟待提高。以往導葉內環多采用鍛件與鑄件或鑄件與鑄件分體制造，然后通過焊接方式拼裝為針體，這種制造方法存在諸多焊接應力，零件易變形，同時耗費大量的人力、物力和財力。專利號為2010106147181公開了一種通過開工藝窗口制備導葉內環的方法，雖然突破了導葉內環用焊接成型的傳統工藝方法，縮短了加工周期名節約了大量的金屬原材料，提高了其性能，是發動機結構設計中的一次重大改進，但最終還是避免部了多道的焊接工序，即還要將外環的15個通孔、內環的35個噴嘴小孔焊接在內環整體母鑄件上，最后再將14個15mmX20mm的堵塊焊接在工藝窗口上，形成最終產品。如果用整體陶瓷型芯形成導葉內環復雜內腔，將是導葉內環精鑄工藝上的一次重大變革，但整體陶瓷型芯復雜，尺寸較大，最大尺寸￠560，制造模具費用昂貴，需要大尺寸的燒結爐，且燒結時容易變形，產生裂紋，陶瓷型芯的合格率較低。此外，整體陶瓷型芯不能是空心結構，因此，陶瓷型芯燒不透，強化效果不好，高溫強度不好，澆注時容易斷芯、漏芯，且型芯脫除性也不好。?

發明內容

針對現有導葉內環結構件制造技術的存在的不足，本發明提供一種導葉內環分體組合式空心陶瓷型芯的制備方法，目的是降低陶瓷型芯的制造難度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，從而減少鑄件變形、提高產品合格率。?

（1）準備原料：將占原料總重量30~37wt.%的粒度為220目的SiO₂粉末、18~27?wt.%的粒度為300目的SiO₂粉末、32~35?wt.%粒度為300目的ZrO₂粉末和8~17?wt.%的粘結劑混勻，加熱到120~140℃形成料漿，攪拌3~8h，然后將料漿倒入陶瓷型芯壓注機料桶中，攪拌待用；?

（2）壓制型芯：將陶瓷型芯盆部模具加熱至40~50℃，控制合模壓力為6Mpa，注漿壓力為3Mpa，向陶瓷型芯盆部模具中注入料漿，控制注漿時間為20秒，然后保壓20秒，打開模具，得到陶瓷型芯的盆部；

將模具更換為陶瓷型芯背部模具，重復加熱、注漿、保壓，得到陶瓷型芯的背部；

將盆部和背部放在校正模上，加壓保持2分鐘，完成校型；

（3）焙燒型芯：采用夾具將陶瓷型芯的盆部和背部組合在一起，在組合縫隙處刷步驟（1）中制備的料漿，得到素胚陶芯，將素胚陶芯放進陶缽中，加滿Al₂O₃填料，保持填料平實，將缽體放進高溫爐中焙燒，先于200℃保溫2~4h，然后于400℃保溫3~5h，再于900℃保溫1~3h，最后于1100~1180℃保溫12~36h；

（4）強化型芯：焙燒完成后，在陶缽中取出陶瓷型芯，并清理表面細沙，放入強化液中浸泡0.5~3h，取出自然晾干，得到分體式中空陶瓷型芯；

（5）組合陶瓷型芯：將由三坐標機測量合格的5件分體式中空陶瓷型芯放在平臺上，經5個陶瓷襯套組合，最終形成導葉內環分體組合式空心陶瓷型芯，并在接縫處涂刷釔溶膠光滑平整過度。

其中，所述的SiO₂粉末的質量純度≥99.5%。?

所述的ZrO₂粉末的質量純度≥66%。?

所述的粘結劑選用白石蠟，規格為60-62#。?

所述的強化液是將環氧樹脂按照體積比1：1溶解在酒精中，再將固化劑按照體積比1:1溶解在酒精中，二者再按照體積比1:1進行混合，所述的固化劑是聚酰胺。?

所述的步驟（4）強化完畢后，當所述導葉內環分體組合式空心陶瓷型芯用于鑄造鈦合金鑄件時，還可以用細砂紙清除分體式中空陶瓷型芯表面的細砂，用毛刷蘸滿釔溶膠涂刷在陶芯表面，待干燥后涂刷第二次，確保陶瓷型芯有均勻防護層。?

本發明制備得到的導葉內環分體組合式空心陶瓷型芯，由5件相同的分體式中空陶瓷型芯組成圓環形，形成了中心對稱結構，所述的分體式中空陶瓷型芯之間通過粘結漿料相連，每件分體式中空陶瓷型芯由背部和盆部組成，所述的背部是繞對稱中心旋轉所形成的1/5圓環體，所述的盆部橫截面形狀是兩側寬度相等的?“L”形，繞對稱中心旋轉形成1/5“L”形圓環體，在“L”形的左側面上設有沿圓環徑向均勻分布的空心圓錐定位頭，“L”形的右側面上設有與右側面成銳角且均分分布的實心圓柱定位頭，背部和盆部通過粘結劑相連后再經焙燒，二者之間形成空腔。?