[發(fā)明專(zhuān)利]高溫合金鑄件定向凝固用石英玻璃管/柱的高溫強(qiáng)化方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811444297.5 | 申請(qǐng)日： | 2018-11-29 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109574512A | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-04-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姜衛(wèi)國(guó);肖久寒;李凱文;樓瑯洪 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C03C17/00 | 分類(lèi)號(hào)： | C03C17/00 |
| 代理公司： | 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21001 | 代理人： | 張晨 |
| 地址： | 110015 遼*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 石英玻璃管 氧化鋁薄膜 高溫強(qiáng)化 孔洞 高溫合金鑄件 抗高溫蠕變性 化學(xué)反應(yīng) 表面覆蓋 定向凝固 噴涂工藝 感應(yīng)爐 抗高溫 蠕變 阻礙 | ||
本發(fā)明的目的在于提供一種細(xì)石英玻璃管(柱)的高溫強(qiáng)化方法，用于提高細(xì)石英玻璃管(柱)的抗高溫蠕變性能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。其特征在于：采用噴涂工藝在石英玻璃管(柱)表面覆蓋一層氧化鋁薄膜，所述氧化鋁薄膜的厚度為0.05?0.3mm，該氧化鋁薄膜能夠阻礙高溫下感應(yīng)爐中的碳與石英玻璃管(柱)中的SiO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，防止石英玻璃管(柱)表層孔洞的產(chǎn)生，進(jìn)而提高其抗高溫蠕變能力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高溫合金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及葉片定向凝固用石英玻璃管/柱高溫強(qiáng)化方法。
背景技術(shù)
隨著現(xiàn)代航空及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)渦輪葉片承溫能力的要求越來(lái)越高。為了使渦輪部件適應(yīng)不斷提高的使用溫度，必須采用定向或單晶空心葉片。一般，空心葉片的空腔采用陶瓷型芯來(lái)形成，陶瓷型芯須在高溫環(huán)境下有較高的強(qiáng)度、較好的抗蠕變能力及良好的化學(xué)穩(wěn)定性；同時(shí)，陶瓷型芯在葉片鑄造后還必須能采用化學(xué)方法較易脫除。二氧化硅基陶瓷型芯具有較小的熱膨脹系數(shù)、優(yōu)良的力學(xué)性能和易溶失等優(yōu)點(diǎn)，在渦輪葉片制備方面獲得了廣泛應(yīng)用。但是也存在不足之處，那就是二氧化硅基陶瓷型芯的纖細(xì)處(等效直徑小于2毫米)無(wú)法或很難采用常規(guī)注射成型工藝制備，仍需采用預(yù)置高強(qiáng)度石英玻璃管(柱)的方法制備，即采用石英玻璃管(柱)預(yù)置在纖細(xì)處，然后在制備整體陶瓷型芯時(shí)將該石英玻璃管(柱)固定或包裹在其中，提高其纖細(xì)處的室溫及高溫強(qiáng)度。但小尺寸石英玻璃管在高溫定向凝固過(guò)程中容易發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致蠕變變形，嚴(yán)重影響其使用性能。如何提高帶細(xì)石英玻璃管的整體硅基陶瓷型芯高溫抗蠕變性能是目前生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種細(xì)石英玻璃管(柱)的高溫強(qiáng)化方法，用于提高細(xì)石英玻璃管(柱)抗高溫蠕變性能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。
本發(fā)明通過(guò)在石英玻璃表面覆蓋一層氧化鋁，防止在高溫下碳與具有化學(xué)活性的SiO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)孔洞，進(jìn)而提高石英玻璃管的高溫抗蠕變能力，具體技術(shù)方案如下：
一種高溫合金鑄件定向凝固用石英玻璃管(柱)的高溫強(qiáng)化方法，其特征在于：采用噴涂工藝在石英玻璃管或玻璃柱表面覆蓋一層氧化鋁薄膜，所述氧化鋁薄膜的厚度為0.05-0.3mm，該氧化鋁薄膜能夠阻礙高溫下真空感應(yīng)爐中的揮發(fā)碳與石英玻璃管(柱)中的SiO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，防止石英玻璃管(柱)表層孔洞的產(chǎn)生，進(jìn)而提高石英玻璃管(柱)的抗高溫蠕變能力，所得石英玻璃管(柱)特別適用于航空及燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片用陶瓷型芯。
本發(fā)明中，所述石英玻璃管(柱)的直徑尺寸為0.5-2mm，石英管壁厚0.1-0.2mm；石英玻璃管(柱)中SiO2的化學(xué)純度≥99.99％(質(zhì)量比)。
本發(fā)明中，噴涂的料漿組成為硅溶膠與氧化鋁的混合物，二者的質(zhì)量比為3:1-5:1；硅溶膠中的膠粒尺寸為5-20nm，濃度＞30％；氧化鋁純度≥99.99％。
本發(fā)明中，噴涂的壓力為5-10個(gè)大氣壓，噴涂時(shí)間為2-20秒；石英玻璃管(柱)噴涂后在空氣中干燥4-24小時(shí)。
本發(fā)明中，石英玻璃管(柱)定向凝固過(guò)程中的可使用溫度為1480-1550℃，時(shí)間0.5-2小時(shí)。
附圖說(shuō)明
圖1表面未處理的石英玻璃管蠕變變形(1550℃/1h)。
圖2表面惰性處理的石英玻璃管蠕變變形(1550℃/1h)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
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