[發(fā)明專利]精密鑄造用易潰散陶瓷型芯及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010911715.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN112079648A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李飛;李振鋒;馬鑫;易出山;張海龍;趙輝;汪東紅;孫寶德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/81
• 分類號(hào): C04B35/81;B22C9/10;C04B35/14
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種精密鑄造用易潰散陶瓷型芯及其制備方法，通過配制熔融石英粉、鈉基膨潤(rùn)土、作為添加物的木質(zhì)素纖維和鈦酸鉀晶須、水溶性銨鹽的原料并進(jìn)行干混后加入硅溶膠，經(jīng)強(qiáng)力攪拌得到混合漿料并注入到已經(jīng)涂掛了面層和至少一層背層的型殼空腔中，待靜置固化后完成。本發(fā)明固化成型過程中無放熱反應(yīng)，高溫強(qiáng)度高，潰散性好，且成本低廉，可以滿足多種金屬材料的空心鑄件熔模鑄造成型需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種熔模鑄造領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種精密鑄造用易潰散陶瓷型芯及其制備方法。

背景技術(shù)

作為熔模鑄造中制備中空鑄件轉(zhuǎn)接件的陶瓷型芯，其作用是形成空心鑄件的內(nèi)腔形狀，并與型殼或外形模共同保證鑄件壁厚的尺寸精度。隨著現(xiàn)代工業(yè)裝備的發(fā)展，對(duì)具有復(fù)雜薄壁空心結(jié)構(gòu)的零部件的需求日益增加，其中典型的代表為航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)使用的空心渦輪葉片。空心渦輪葉片的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)通常采用價(jià)格高昂的硅基或鋁基預(yù)制陶瓷型芯來成型，但對(duì)于具有簡(jiǎn)單空腔結(jié)構(gòu)的鑄件的精密鑄造，則可考慮應(yīng)用可靠性高、制備工藝簡(jiǎn)單且成本低廉的原位澆注固化陶瓷型芯來代替昂貴的預(yù)制型芯。

通過陶瓷漿料填充已經(jīng)涂掛若干層陶瓷型殼的空腔，通過漿料的固化形成型芯，是一種非常簡(jiǎn)便而實(shí)用的制作工藝，現(xiàn)有工藝的澆注陶瓷型芯往往以磷酸二氫銨、石英、氧化鎂為主要組分，但這些材料澆注型芯時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，如直接澆注到已經(jīng)制備若干層型殼后的空腔內(nèi)，其固化產(chǎn)生的熱量極有可能會(huì)造成內(nèi)部蠟?zāi)５淖冃危虼嗽谑褂眠^程中受到了一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種精密鑄造用易潰散陶瓷型芯及其制備方法，固化成型過程中無放熱反應(yīng)，高溫強(qiáng)度高，潰散性好，且成本低廉，可以滿足多種金屬材料的空心鑄件熔模鑄造成型需求。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種精密鑄造用易潰散陶瓷型芯的制備方法，通過配制熔融石英粉、鈉基膨潤(rùn)土、作為添加物的木質(zhì)素纖維和鈦酸鉀晶須、水溶性銨鹽的原料并進(jìn)行干混后加入硅溶膠，經(jīng)強(qiáng)力攪拌得到混合漿料并注入到已經(jīng)涂掛了面層和至少一層背層的型殼空腔中，待靜置固化后完成。

所述的干混，優(yōu)選采用V型混料機(jī)混合10min-30min。

所述的強(qiáng)力攪拌，優(yōu)選采用強(qiáng)力攪拌器并控制硅溶膠的加入量和攪拌時(shí)間小于或等于2min。

所述的靜置固化，待漿料充滿空腔后，靜置3min-15min即得。

所述的熔融石英粉具體是指：200-325目熔融石英粉、50-100目熔融石英粉和20-50目熔融石英粉。

所述的混合漿料的組分含量具體為：200-325目熔融石英粉：20-30％、50-100目熔融石英粉：10-15％、20-50目熔融石英粉：5-10％、鈉基膨潤(rùn)土：2-5％、木質(zhì)素纖維：5-10％、鈦酸鉀晶須：2-5％、水溶性銨鹽：1-3％；硅溶膠：37-40％。

所述的熔融石英粉具體是指：質(zhì)量百分比純度≥99.5％的200-325目熔融石英粉，質(zhì)量百分比純度≥99.5％的50-100目熔融石英粉，質(zhì)量百分比純度≥99.5％的20-50目熔融石英粉。

所述的鈉基膨潤(rùn)土為200-325目鈉基膨潤(rùn)土。

所述的木質(zhì)素纖維的直徑1-10μm且長(zhǎng)度0.5-2mm。

所述的鈦酸鉀晶須的直徑0.5-2μm且長(zhǎng)度10-50μm。

所述的水溶性銨鹽采用工業(yè)純的氯化銨。

所述的硅溶膠的質(zhì)量百分比純度為29％-31％且pH為9.7-10.5。