[發(fā)明專利]一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711376350.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN108101519A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯中良;高云鵬;黃旺旺;徐文梁;曹繼偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/10
• 分類號(hào): C04B35/10;C04B35/626;C04B35/622;C04B41/87;B22C9/02;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)陶瓷鑄型三維模型，確定成型取向并添加支撐，轉(zhuǎn)化為STL格式，并導(dǎo)入快速成型機(jī)中；

步驟二，制備陶瓷漿料，將陶瓷漿料倒入陶瓷漿料料筒中；制備石蠟支撐材料，將石蠟支撐材料倒入支撐材料料筒中；

步驟三，預(yù)熱陶瓷漿料噴頭，擠出陶瓷漿料打印陶瓷鑄型實(shí)體；預(yù)熱支撐材料噴頭，擠出石蠟支撐材料打印支撐部位；

步驟四，打印完成后進(jìn)行固化，完成陶瓷鑄型素坯的制備；

步驟五，將陶瓷鑄型素坯置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)脫除石蠟支撐材料，并對(duì)陶瓷鑄型素坯進(jìn)行脫脂；

步驟六，對(duì)脫脂后陶瓷鑄型素坯進(jìn)行浸漬強(qiáng)化處理；

步驟七，將浸漬強(qiáng)化處理后的陶瓷鑄型素坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到陶瓷鑄型；

步驟八，采用定向凝固工藝進(jìn)行鑄造；

步驟九，金屬冷卻后，敲碎陶瓷外殼；若有陶瓷內(nèi)芯，則將鑄件放入脫芯液中進(jìn)行脫芯，脫芯完成后，采用X射線無損檢測(cè)是否存有殘芯，最終得到復(fù)雜結(jié)構(gòu)精密鑄件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟二中，陶瓷漿料的制備方法如下：

第一步，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)取70～85％的陶瓷粉末，再稱取0.5～10％的分散劑、0.5～20％的固化劑，0.5～2％的燒結(jié)助劑，余量為去離子水；

第二步，將分散劑、固化劑和去離子水混合均勻后，再加入陶瓷粉末及燒結(jié)助劑，球磨3～5h后真空除泡，制備成陶瓷漿料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，陶瓷粉末采用氧化鋁。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，氧化鋁陶瓷粉末的粒徑為0.1μm～100μm，采用級(jí)配方式混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟二中，石蠟支撐材料的制備方法如下：

第一步，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取80～90％的石蠟、5～10％的EVA和5～10％的低分子量聚乙烯；

第二步，將石蠟、EVA和低分子量聚乙烯加入密煉機(jī)中進(jìn)行熱熔混合密煉，混合均勻后機(jī)械攪拌除氣，制備成石蠟支撐材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟三中，陶瓷漿料噴頭預(yù)熱至30～45℃，支撐材料噴頭預(yù)熱至45～75℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟四中，固化環(huán)境為室溫，固化時(shí)間為2～4h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟五中，脫除石蠟支撐材料是在高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)，在300～400℃溫度范圍內(nèi)保溫2～4h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟五中，脫脂是在高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)900～1100℃溫度范圍內(nèi)保溫1.5～2h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件定向凝固成形的陶瓷鑄型制備方法，其特征在于，步驟六中，浸漬強(qiáng)化處理方法如下：

將脫脂后的鑄型素坯放入40％濃度的硅溶膠溶液中，進(jìn)行真空壓力浸漬，真空度為-0.08MPa，浸漬時(shí)間為30～40分鐘。