[發明專利]一種水溶性陶瓷型芯及其制備方法

在審

• 申請號: 201910532205.7
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110240471A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 董寅生;柯瑞;占韻;潘正武;黃志海;郭超;儲成林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 鄭立發

本發明公開了一種水溶性陶瓷型芯，所述水溶性陶瓷型芯主要由85?120重量份的石英玻璃和22?45重量份的水溶性無機鹽制成。所述的水溶性陶瓷型芯的制備方法，包括以下步驟：取石英玻璃和水溶性無機鹽干燥，按比例研磨混合，然后壓制成型，脫模，得到坯體，最后將坯體埋入填料，程序升溫，高溫煅燒，即得。相對于現有技術，本發明采用石英玻璃粉加水溶性無機鹽的組合，成分簡單，易于通過控制成型以及燒結工藝來達到改變其綜合性質的目的。此外，與現有水溶性型芯相比，顯著減少鹽的用量，改善了型芯的成形和使用性能。

技術領域

本發明涉及一種水溶性陶瓷型芯及其制備方法，屬于陶瓷型芯技術領域。

背景技術

隨著汽車、船舶、兵器及宇航工業的發展，精密鑄件的應用日益廣泛，對于一些具有復雜結構內腔的負載件和結構件的性能要求逐步提高，這對鑄造提出了更高的要求。比如飛機導流器、增壓器葉輪、機匣體、波導管等。形成復雜內腔或通道的關鍵是研制適用于鑄件整體近凈成形所需的型芯材料，其性能及工程可靠性直接影響到精鑄件的合格率、鑄造成本和產品質量。

絕大多數熔模精密鑄件的內腔結構，是與外形一起通過涂掛涂料、撒型砂、干燥等工藝整體形成。但當鑄件內腔過于窄小或形狀比較復雜時，內腔在生產中無法與外形一起形成，必須借助預先制備的陶瓷型芯。對于這類陶瓷型芯，內腔結構的復雜性決定了其不能用常規生產的型芯材料制備，也不能用常規生產的機械方法脫除。可溶性型芯技術是解決這類具有復雜內腔及彎曲孔道鑄件成形問題的關鍵。根據去除型芯所用脫芯液的種類，可溶性型芯主要可以分為兩種類型：一種是水溶性可溶性型芯，另一種是非水溶性可溶型芯，也稱為化學溶解型芯。所謂水溶性可溶芯就是指以室溫水或者熱水作為脫芯液，型芯遇水潰散或者輔助以機械外力脫除型芯。非水溶性可溶芯就是以酸或者堿作為脫芯液，由于組成型芯的成分中有部分可以與酸或者堿反應生成可溶性產物，從而使型芯潰散脫除，故也稱化學溶解型芯。

目前，在高溫合金中應用的硅基、鋁基陶瓷型芯，通常應用堿溶液腐蝕脫除。而鋁、鎂合金由于化學活性高，不能用堿液腐蝕的方法，但根據此類合金澆注溫度低的特點，可以采用能在水中自行潰散的水溶性型芯。使用較廣泛的水溶性型芯有水溶性鹽芯、以水溶性鹽為主體的水溶性型芯和以耐火材料為主體的水溶性陶瓷型芯，水溶性鹽芯存在強度低、耐熱性差和易脆性等不足，使其在精密鑄造中的應用受到較多的限制。以水溶性無機鹽作為主體并添加少量耐火材料制備型芯，可以在一定程度上改善鹽芯脆性過大的問題，但由于成形過程中收縮較大，制備復雜型芯時受到一定的制約。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種水溶性陶瓷型芯及其制備方法。本發明采用水溶性鹽作為型芯的粘結劑，通過燒結使型芯達到良好的綜合性能。

技術方案：為達到上述發明目的，發明提供如下技術方案：

一種水溶性陶瓷型芯，所述水溶性陶瓷型芯主要由85-120重量份的石英玻璃和22-45重量份的水溶性無機鹽制成。

作為優選：

所述石英玻璃為粉末狀，其粒度為240目。

所述水溶性無機鹽選自K₂CO₃、Na₂CO₃，或兩者任意比例的混合，進一步優選K₂CO₃。

所述的水溶性陶瓷型芯的制備方法，包括以下步驟：

取石英玻璃和水溶性無機鹽干燥，按比例研磨混合，然后壓制成型，脫模，得到坯體，最后將坯體埋入填料，程序升溫，高溫煅燒，即得。

作為優選：

所述干燥條件為：溫度100℃-110℃，時間1.5h-3h。

所述研磨混合采用球磨機，工作參數為：350r/min-400r/min的轉速下球磨1.5h-3h。