[發明專利]抑制高溫合金渦輪葉片表面粘砂的陶瓷型殼及制備方法

有效

• 申請號: 201910072063.0
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109909445B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 李飛;孫寶德
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00;B22C1/02;B22C9/04
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 李智婧;彭霜

1.一種抑制高溫合金渦輪葉片表面粘砂的陶瓷型殼制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

步驟一、制備陶瓷型殼的面層涂料；

在攪拌狀態下，將電熔剛玉粉以及六方氮化硼、煅燒高嶺土和二氧化鈦的復合粉體、乳膠、潤濕劑、消泡劑、分散劑和防腐劑加入到硅溶膠中后，繼續攪拌2～12h，從而得到陶瓷型殼的面層涂料；

所述陶瓷型殼的面層涂料中的化學組分及其質量百分含量分別為：硅溶膠，20～30wt％；電熔剛玉粉，60～75wt％；六方氮化硼、煅燒高嶺土和二氧化鈦的復合粉體為2～8wt％；乳膠，1.5～2.5wt％；潤濕劑、消泡劑、分散劑和防腐劑的質量百分含量均為0.125wt％；

步驟一中，所述復合粉體中的六方氮化硼、煅燒高嶺土和二氧化鈦的質量比為5:4:1；

步驟二、制備陶瓷型殼；

步驟21、將清洗好并吹干的蠟模浸入到陶瓷型殼的面層涂料中，待面層涂料均勻地涂掛在蠟模上后，再將面層電熔剛玉砂撒在蠟模表面的涂料上后在室溫下自然干燥；

步驟22、將干燥后的蠟模依次進行背層涂料的沾漿、淋砂和干燥處理，重復操作；

步驟22中，所述背層涂料包括粘結劑、填料和礦化劑；

所述粘結劑為堿性硅溶膠；所述填料為電熔剛玉粉，該電熔剛玉粉的粒度為320～330目，且α～Al₂O₃含量≥99.0wt％；所述礦化劑為煅燒高嶺土，該煅燒高嶺土的粒度為320～330目，在背層涂料中所占質量百分含量為3～8wt％；

背層型砂為電熔剛玉砂；背層中第一層的電熔剛玉砂的粒度為80～100目，第二層至第三層的電熔剛玉砂的粒度為41～51目；第四層及其之后的電熔剛玉砂的粒度為19～29目；

步驟23、采用背層涂料進行封漿后依次進行干燥、脫蠟和焙燒處理，從而制得能夠抑制葉片表面粘砂的陶瓷型殼。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，硅溶膠為堿性二氧化硅溶膠，該二氧化硅膠體粒子含量為25～35wt％，pH值為8～9；電熔剛玉粉粒度為320～330目，α～Al₂O₃含量≥99.0wt％；六方氮化硼為白色粉狀，純度≥99.0wt％，游離硼含量低于0.5wt％，粒度為1～10μm；煅燒高嶺土的粒度為1～38μm；二氧化鈦的粒度為0.5～38μm；乳膠為白色液體、固含量為25～35wt％的聚醋酸乙烯乳液。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，面層涂料中電熔剛玉粉和硅溶膠的粉液質量比為2～3.75；面層涂料的粘度為20～35s；所述粘度采用5號察恩杯測量。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟21中，面層電熔剛玉砂的粒度為80～100目。

5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟22中，重復操作的次數為3～6。

6.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟23的焙燒處理過程中，最高焙燒溫度為900～1100℃，焙燒時間為0.5～2h，隨爐冷卻至室溫。

7.一種抑制高溫合金渦輪葉片表面粘砂的陶瓷型殼，其特征在于，所述陶瓷型殼采用如權利要求1～6中任意一項所述的制備方法制備。