[其他]適用于鋁合金鑄件的水溶性燒結型芯技術

無效

• 申請號: 87100957
• 申請日: 1987-02-28
• 公開（公告）號: CN87100957A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 張翼勇
• 申請（專利權）人: 航空工業部第六○七研究所
• 主分類號: B22C9/12
• 分類號: B22C9/12;B22C1/00
• 代理公司: 航空工業部專利事務所
• 代理人: 王偉,柴桂林

本發明是關于鋁合金中空鑄件所需的水溶性燒結型芯，此型芯尤其適用于鋁合金微波波導元件鑄造工藝。

鋁合金微波波導元件可采用各種金屬加工方法來制造。每一種方法都有其獨特的效果：機械加工方法比較精密，但對形狀復雜的波導元件則需分割成許多部件進行加工，然后組合，這樣不僅生產周期長，而且積累公差也增大;電鑄法也比較精密，但工藝難以控制，成本高，不適于大量生產。用鑄造法制造鋁合金波導元件，具有尺寸精度高，表面光潔度好，生產周期短，成本低，不受形狀限制等優點，但在采用這種方法時，能否獲得滿意的波導元件，尤其是內腔一致性高的波導元件，主要取決于型芯技術。

眾所周知，陶瓷型芯具有化學性能穩定和其它各種性能優良的特點，然而這類型芯難以從鑄件中清除。《特種鑄造及有色合金》雜志一九八三年第四期第五頁上介紹的脫芯技術，提出了有效的脫芯方法。但這些方法是針對超合金提出的，在用于鉛合金時，將對鑄件產生嚴重腐蝕。

可溶型芯比較適用于鋁合金鑄件。日本專利（昭52-30452）提供的型芯，在普通條件下鑄造尺寸精度和表面光潔度都要求很高的鋁合金鑄件（如波導元件）時，由于有氣體產生使液態鋁合金與型芯不能良好接觸，影響鑄件內腔尺寸精度和表面光潔度。日本另一發明（昭50-9522）是用Al₂O₃加Na₃PO₄制成的水溶性型芯，這種型芯是由水溶性鹽融解后粘結Al₂O₃顆粒并不斷脫水（低溫烘烤）來獲得型芯。由于這種型芯中所含水溶性粘結劑較多，因此吸潮性強，當型芯暴露在大氣中時會引起吸潮變形。另外，粘結劑在鑄件澆注時高溫反應產生的氣體也影響液態鋁合金與型芯的良好接觸，使鑄件尺寸精度和表面光潔度受到破壞。

本發明的目的是提供一種適用于鋁合金鑄件-特別是適用于內腔表面光潔度要求高，尺寸精度好，形狀復雜的鋁合金微波波導元件-鑄造工藝的水溶性燒結型芯技術。

本發明的水溶性燒結型芯是將粉狀電熔剛玉（α-Al₂O₃）基料和較低含量的鋁酸鈉（NaAlO₂），磷酸鈉（Na₃PO₄·12H₂O）粘結劑加水混勻并成型后，在500～1200℃溫度范圍內燒結1～4小時，獲得水溶性燒結型芯，其結構為燒結的網絡骨架，骨架間具有孔隙和水溶物。

本發明采用粉狀電熔剛玉作為型芯材料的基料，化學性能穩定，高溫下僅在表面與粘結劑發生輕微的反應，而粉狀電熔剛玉的表面活性較大，粘結劑的水溶液能被強烈地吸附在顆粒表面，使型芯具有一定的濕強度，同時增加高溫時固相反應和固相燒結能力。另外電熔剛玉作為型芯材料的基料可以提高型芯的冷卻速度，使鋁合金組織細化。

NaAlO₂常溫（30℃）下溶解度約為18.6g/100g水，升溫后溶解度增加，60℃時約為69.6g/100g水，加入NaAlO₂的目的是使Na₃PO₄·12H₂O在水中不形成水合物，有助于Na₃PO₄·12H₂O的溶解，提高型芯的濕強度，促進燒結的進行。另外，也提高型芯燒結后的水溶性。

Na₃PO₄·12H₂O在55℃以下為固態，隨著溫度的增加發生下述反應：

加水后在約400℃時還要分解：