一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种叶片类陶瓷型芯烧结变形量的简易测试方法，用于指导空心叶片陶瓷型芯的烧结制备，满足工业生产的需要，具体为：采用开放式S型陶瓷型芯检测陶瓷型芯烧结变形程度，烧结后的型芯长度与素坯长度之间的差值即为长度方向的变形量，烧结后的型芯宽度与素坯宽度之间的差值即为宽度方向的变形量，该种方法能够准确表征航空及地面燃气轮机涡轮叶片用陶瓷型芯材料的烧结变形程度。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法
本专利技术属于高温合金
，特别涉及陶瓷型芯材料烧结变形的测试方法。
技术介绍
随着航空及地面燃气轮机的发展，对涡轮叶片承温能力的要求也越来越高。为了使叶片适应不断提高的使用温度，必须采用空心冷却结构。一般，空心叶片的内腔采用陶瓷型芯来形成。目前，常用的陶瓷型芯有两大类，二氧化硅基陶瓷型芯和氧化铝基陶瓷型芯。这些陶瓷型芯通常采用粉末注射成型+高温烧结工艺制备。生产中发现，几乎所有的陶瓷型芯都存在一定的变形，特别是空心叶片类陶瓷型芯具有空间弯曲片状结构，其长度与宽度方向的变形量更大且偏向型芯外展方向，而厚度方向的尺寸较小其变形量相对也较小，通常可不考虑。若厚度尺寸较大时可参照宽度方向变形情况。陶瓷型芯烧结后的变形量通常采用模具检具、三坐标测量、激光测量等单件检测，工作量大效率低，同时型芯个体差别大，检测数据尚不能准确表征型芯材料烧结变形程度。因此，如何检测叶片类型芯材料长、宽方向的烧结变形程度有着非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种叶片类陶瓷型芯烧结变形量的简易测试方法，用于指导空心叶片陶瓷型芯的烧结制备，满足工业生产的需要。本专利技术技术方案如下：一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于：采用开放式S型陶瓷型芯检测陶瓷型芯烧结变形程度，S型结构见图1。烧结后的型芯长度与素坯长度之间的差值即为长度方向的变形量，烧结后的型芯宽度与素坯宽度之间的差值即为宽度方向的变形量，该种方法能够准确表征航空及地面燃气轮机涡轮叶片用陶瓷型芯材料的烧结变形程度。本专利技术中，开放式S型陶瓷型芯的整体长度a为50-200毫米；整体底部宽度b为30-100毫米；整体顶部宽度c为20-100毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为2:1-3:1，横截面长度m为5-20毫米。本专利技术中，陶瓷型芯烧结炉的升温速度为5-10℃/分钟，烧结温度为1200-1400℃，保温时间为1-10小时，然后断电随炉冷却。本专利技术中，烧结后的陶瓷型芯采用游标卡尺测量其具体尺寸；然后计算检测样件的长度与宽度方向(底部与顶部)的尺寸变化率，即得到陶瓷型芯材料的表征变形程度值。本专利技术中，所述陶瓷型芯为氧化铝基或二氧化硅基陶瓷型芯。本专利技术所述陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于，具体步骤如下：1)、采用与陶瓷型芯长宽一致的尺寸设计开放式S型陶瓷型芯素坯；2)、制备S型陶瓷型芯模具；3)、制备S型陶瓷型芯素坯；4)、将S型陶瓷型芯素坯进行烧结，烧结炉的升温速度为5-10℃/分钟，烧结温度为1200-1400℃，保温时间为1-10小时，然后断电随炉冷却；5)、测量S型陶瓷型芯烧结后长度及底部与顶部的宽度尺寸；6)、将烧结后的尺寸数据与陶瓷型芯素坯尺寸数据进行对比，计算出型芯长、宽(底部与顶部)方向上的变形量。附图说明图1S型陶瓷型芯素坯结构。图2S型陶瓷型芯成品照片。具体实施方式实施例1采用与陶瓷型芯长宽尺寸一致的尺寸设计S型陶瓷型芯素坯结构；制备S型陶瓷型芯模具；制备S型陶瓷型芯素坯并进行烧结制成型芯成品，见图2；测量S型陶瓷型芯烧结后长度及底部与顶部的宽度尺寸；将烧结后尺寸数据与型芯素坯尺寸数据进行对比，计算出型芯长、宽方向上的变形量。S型陶瓷型芯的整体长度a为50毫米；整体底部宽度b为30毫米；整体顶部宽度c为20毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为2:1，横截面长度m为5毫米。陶瓷型芯为二氧化硅基陶瓷型芯，型芯烧结炉的升温速度为5℃/分钟，陶瓷型芯素坯烧结温度为1200℃，保温时间为8小时，然后断电随炉冷却；烧结后的陶瓷型芯采用游标卡尺测量其具体尺寸；计算陶瓷型芯的长度及宽度方向的变形量为：长度方向的变形量为1.0％，顶部宽度方向的变形量为0.7％，底部宽度的变形量为0.9％。实施例2采用与陶瓷型芯长宽尺寸一致的尺寸设计S型陶瓷型芯素坯结构；制备S型陶瓷型芯模具；制备S型陶瓷型芯素坯并进行烧结；测量S型陶瓷型芯烧结后长度及底部与顶部的宽度尺寸；将烧结后尺寸数据与型芯素坯尺寸数据进行对比，计算出型芯长、宽方向上的变形量。S型陶瓷型芯的整体长度a为200毫米；整体底部宽度b为100毫米；整体顶部宽度c为80毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为2:1，横截面长度m为10毫米。陶瓷型芯为氧化铝基陶瓷型芯，型芯烧结炉的升温速度为10℃/分钟，陶瓷型芯素坯烧结温度为1400℃，保温时间为10小时，然后断电随炉冷却；烧结后的陶瓷型芯采用游标卡尺测量其具体尺寸；计算陶瓷型芯的长度及宽度方向的变形量：长度方向的变形量为1.8％，顶部宽度方向的变形量为0.9％，底部宽度的变形量为1％。实施例3采用与陶瓷型芯长宽尺寸一致的尺寸设计S型陶瓷型芯素坯结构；制备S型陶瓷型芯模具；制备S型陶瓷型芯素坯并进行烧结；测量S型陶瓷型芯烧结后长度及底部与顶部的宽度尺寸；将烧结后尺寸数据与型芯素坯尺寸数据进行对比，计算出型芯长、宽方向上的变形量。S型陶瓷型芯的整体长度a为200毫米；整体底部宽度b为100毫米；整体顶部宽度c为100毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为2.5:1，横截面长度m为20毫米。陶瓷型芯为二氧化硅基陶瓷型芯，型芯烧结炉的升温速度为5℃/分钟，陶瓷型芯素坯烧结温度为1220℃，保温时间为6小时，然后断电随炉冷却；烧结后的陶瓷型芯采用游标卡尺测量其具体尺寸；计算陶瓷型芯的长度及宽度方向的变形量：长度方向的变形量为2.1％，顶部宽度方向的变形量为1.2％，底部宽度的变形量为1.2％。实施例4采用与陶瓷型芯长宽尺寸一致的尺寸设计S型陶瓷型芯素坯结构；制备S型陶瓷型芯模具；制备S型陶瓷型芯素坯并进行烧结；测量S型陶瓷型芯烧结后长度及底部与顶部的宽度尺寸；将烧结后尺寸数据与型芯素坯尺寸数据进行对比，计算出型芯长、宽方向上的变形量。S型陶瓷型芯的整体长度a为100毫米；整体底部宽度b为80毫米；整体顶部宽度c为50毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为3:1，横截面长度m为10毫米。陶瓷型芯为氧化铝基陶瓷型芯，型芯烧结炉的升温速度为10℃/分钟，陶瓷型芯素坯烧结温度为1380℃，保温时间为8小时，然后断电随炉冷却；烧结后的陶瓷型芯采用游标卡尺测量其具体尺寸；计算陶瓷型芯的长度及宽度方向的变形量：长度方向的变形量为1.3％，顶部宽度方向的变形量为0.7％，底部宽度的变形量为1％。本专利技术未尽事宜为公知技术。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于：采用开放式S型陶瓷型芯检测陶瓷型芯烧结变形程度，烧结后的型芯长度与素坯长度之间的差值即为长度方向的变形量，烧结后的型芯宽度与素坯宽度之间的差值即为宽度方向的变形量。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于：采用开放式S型陶瓷型芯检测陶瓷型芯烧结变形程度，烧结后的型芯长度与素坯长度之间的差值即为长度方向的变形量，烧结后的型芯宽度与素坯宽度之间的差值即为宽度方向的变形量。2.按照权利要求1所述陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于：开放式S型陶瓷型芯的整体长度a为50-200毫米；整体底部宽度b为30-100毫米；整体顶部宽度c为20-100毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为2:1-3:1，横截面长度m为5-20毫米。3.按照权利要求1所述陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于：陶瓷型芯烧结炉的升温速度为5-10℃/分钟，烧结温度为1200-1400℃，保温时间为1-10小时，然后断电随炉冷却。4.按照权利要求1所述陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜卫国，肖久寒，李凯文，楼琅洪，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21