[發明專利]稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201810371040.5
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108341664A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 高博;王偉;周衡;郭文波
• 申請（專利權）人: 蕪湖浙鑫新能源有限公司
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/80;C04B35/626;B22C9/10;B22C1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 張苗

本發明公開了一種稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物的制備方法，包括：將改性陶瓷纖維、玄武巖纖維、莫來石纖維、氧化硅、氧化鋯、氧化鎂、石蠟和萜烯樹脂按照100：5?10：1?5：200?300：50?60：20?50：150?300：100?200的重量比進行混合即得到所述稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物；其中，所述改性陶瓷纖維是由陶瓷纖維依次進行偶聯劑溶液、致密化物理改性處理、預氧化、低溫碳化和高溫碳化后得到的。該稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物原料簡單且來源豐富，該組合物制得的陶瓷型芯具有優異的拉伸強度。

技術領域

本發明涉及鑄造領域，具體地，涉及一種稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物及其制備方法。

背景技術

合金鑄件的復雜內腔主要通過使用預制的陶瓷型芯來成型，并待鑄件鑄成后設法脫除。其工藝流程如下：陶芯制備、含陶芯的蠟模制備、制殼、型殼脫蠟和焙燒、合金澆鑄、脫芯。眾所周知，隨著我國發展大型飛機項目和各種新型發動機研制項目的啟動，對鈦合金精密鑄件的形體、結構及其性能提出了更高的要求。

目前，研究較為廣泛的氧化硅、氧化硅基陶瓷型芯，因型芯材料不具備對熔融鈦合金良好的化學反應惰性且脫芯工藝復雜很難應用于鈦合金精鑄領域。由于氮化硼與熔融鈦合金在高溫下具有較高的化學反應惰性，且具良好的高溫抗蠕變性能，氮化硼是一種很適合用做鈦合金精鑄用陶瓷型芯的骨料。近年來引起了相關科研人員的關注，如公開號200610028168.9的中國發明專利申請公開了一種用于鈦及鈦合金精密鑄造的氮化硼陶瓷型殼的制備方法，該發明中采用氮化硼粉料及其醋酸鋯或硅溶膠為粘結劑制成涂料漿。由于鈦合金的形狀越來越復雜，現在的鈦合金鑄件往往帶有復雜內腔，這要求型芯在鈦合金澆注過程中具備良好的高溫抗蠕變性能進而保證形狀的完整性同時也對對型芯的脫除性能提出了更高的要求。但氮化硼化學性能穩定給型芯脫除帶來了一定困難尤其是對于形狀復雜的型芯很難用機械方法進行清除。為了改善型芯的脫芯性能，氧化硅型芯材料也受到相關科研人員的關注，如CN102531648A的中國發明專利申請公開了一種鈦合金鑄造用氧化硅基體陶瓷型芯及制備方法，由于在鈦合金精密鑄造工藝較為復雜，從含陶芯的蠟模制備到合金的澆注時間一般均在兩周以上，型芯在使用過程中要與水基涂料相接觸。上述專利制備出的型芯遇水后即發生水化反應而造成型芯的潰散，因此，上述型芯難以實際應用于鈦合金等需要高精密鑄造領域且陶瓷的型芯強度要求也比較高難以滿足。

發明內容

本發明的目的是提供一種稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物及其制備方法，該稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物原料簡單且來源豐富，該組合物制得的陶瓷型芯具有優異的拉伸強度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物的制備方法，包括：

將改性陶瓷纖維、玄武巖纖維、莫來石纖維、氧化硅、氧化鋯、氧化鎂、石蠟和萜烯樹脂按照100：5-10：1-5：200-300：50-60：20-50：150-300：100-200的重量比進行混合即得到所述稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物；其中，所述改性陶瓷纖維是由陶瓷纖維依次偶聯劑溶液預處理后與氧化釔研磨混合，接著再依次進行致密化物理改性處理、預氧化、低溫碳化和高溫碳化后得到的。

本發明中還提供了一種上述制備方法制得的稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物。

通過上述技術方案，本發明中選擇先將陶瓷纖維經過偶聯劑預處理后再與氧化釔研磨混合，接著再依次進行致密化物理改性處理、預氧化、低溫碳化和高溫碳化改性進而得到改性陶瓷纖維；再將改性陶瓷纖維、玄武巖纖維和莫來石纖維按照特定的重量配比制得組合纖維作為陶瓷型芯的原料，并且與氧化硅、氧化鋯、氧化鎂、石蠟和萜烯樹脂等原料混合進而制得稀土氧化物改性陶瓷型芯組合物；該組合物制得的陶瓷型芯具有優異的拉伸強度。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式