[發明專利]一種具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法

有效

• 申請號: 201811621027.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109622894B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 曾洪;何建;伍林;趙代銀;王海洋;楊照宏;楊功顯
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;C04B35/622
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;古波

本發明公開了一種具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，屬于燃氣輪機透平葉片鑄造精密用陶瓷型芯技術領域。本發明的一種具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，依次包括以下步驟：步驟1、制備陶瓷型芯漿料；步驟2、壓制陶瓷型芯素坯，該陶瓷型芯素坯的薄弱連接部位采用石英玻璃棒；步驟3、陶瓷型芯素坯裝缽與造型；步驟4、燒結陶瓷型芯；在步驟2與步驟3之間，還包括下述步驟：在石英玻璃棒外周包裹隔熱層或/和易熔化層。采用本發明的方法使得在陶瓷型芯燒結過程中，石英玻璃棒被進行了局部隔熱處理，從而極大減少甚至杜絕了因石英玻璃棒相變導致體積變化而產生的裂紋，提高了石英玻璃棒的強度。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷型芯的制造方法，特別是一種具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，屬于燃氣輪機透平葉片精密鑄造用陶瓷型芯技術領域。

背景技術

在燃氣輪機透平葉片精密鑄造中，陶瓷型芯用于形成葉片內腔冷卻通道。

通常，陶瓷型芯的制造方法包括下述步驟：

步驟A、制備陶瓷型芯漿料：將陶瓷型芯粉體和增塑劑在一定溫度下加熱攪拌，形成陶瓷型芯漿料；

步驟B、壓制陶瓷型芯素坯：通過壓芯機將陶瓷型芯漿料在一定溫度、流量和壓力下注射到陶瓷型芯模具中，形成陶瓷型芯素坯；

步驟C、陶瓷型芯素坯裝缽與造型：將陶瓷型芯素坯埋入盛有填料的匣缽中，并在振動臺上振實，完成造型。

步驟D、燒結陶瓷型芯素坯形成陶瓷型芯：將裝有陶瓷型芯素坯的匣缽轉移至燒結爐中，在一定的溫度下燒結得到具有一定強度的陶瓷型芯。

由于燃氣輪機透平葉片的結構特點，燃氣輪機透平葉片精密鑄造用的陶瓷型芯的一些薄弱部位因強度不夠，在燒結過程和使用過程中都容易出現斷裂的情況。薄弱部位主要有兩類：第一類薄弱部位（即，薄邊部位）為形成葉片空腔結構的薄邊；第二類薄弱部位（即，薄弱連接部位）為起到連接作用的輔助加強筋或者形成葉片葉頂氣膜孔的陶瓷細柱。對于第二類薄弱部位（薄弱連接部位）而言，現有技術的具體解決方法是：將用于形成陶瓷型芯薄弱連接部位的石英玻璃棒預放置到陶瓷型芯模具中，再將陶瓷型芯漿料注射到陶瓷型芯模具中，形成具有石英玻璃棒的陶瓷型芯素坯，即采用石英玻璃棒代替原陶瓷細柱形成連接結構，換而言之，陶瓷型芯素坯的薄弱連接部位采用石英玻璃棒，從而提高其連接強度，如圖1和圖2所示，陶瓷型芯素坯/陶瓷型芯包括陶瓷型芯本體1和石英玻璃棒11。

但是，這又帶來了新的技術問題。由于石英玻璃棒的主要成分為無定型二氧化硅（非晶態），在陶瓷型芯燒結過程中，陶瓷型芯燒結溫度正好處于石英玻璃棒高溫相變溫度范圍內，石英玻璃棒中的無定型二氧化硅將會發生向高溫方石英（α-方石英）轉變的相變，同時體積增大；而在降溫過程中，高溫方石英（α-方石英）會發生向低溫方石英轉變（β-方石英）的相變，同時體積縮小。因相變體積變化將導致石英玻璃棒產生燒結裂紋，從而降低了陶瓷型芯在使用過程中的強度。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，采用本發明的方法使得在陶瓷型芯燒結過程中，石英玻璃棒被進行了局部隔熱處理，使得石英玻璃棒的溫度低于其固態相變溫度點，減少了石英玻璃棒中無定型二氧化硅向高溫方石英轉變的程度，也就減少了陶瓷型芯燒結的降溫過程中高溫方石英向低溫方石英轉變的程度，從而極大減少甚至杜絕了因相變導致體積變化而產生的裂紋、提高了石英玻璃棒的強度。在使用陶瓷型芯的過程中，能夠避免陶瓷型芯中的石英玻璃棒因強度不足而發生斷裂的情況。

本發明采用的技術方案如下：

一種具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，依次包括以下步驟：

步驟1、制備陶瓷型芯漿料；

步驟2、壓制陶瓷型芯素坯，該陶瓷型芯素坯的薄弱連接部位采用石英玻璃棒；

步驟3、陶瓷型芯素坯裝缽與造型；