一种熔融石英陶瓷型壳制备方法技术

本发明专利技术公开了一种熔融石英陶瓷型壳制备方法，包括下列步骤：步骤1.在蜡模上以熔融石英材料进行制壳，直至完成最后一层制壳；采用石蜡水乳液进行封浆；步骤2.将制好的熔融石英陶瓷型壳放入脱蜡釜中进行脱蜡；将脱蜡完成的熔融石英陶瓷型壳装炉焙烧，烧除残余蜡料；步骤3.将焙烧好的熔融石英陶瓷型壳放入到方石英细粉的粗分散体系中，进行浸泡处理；步骤4.将浸泡好的熔融石英陶瓷型壳从方石英细粉的粗分散体系中取出，干燥至成品。本发明专利技术既能有效地减小陶瓷型壳的壁厚，又能有效、可靠地增强高温合金浇注时的陶瓷型壳的结构强度，有利于稳定、可靠地提高以其浇注铸件的成型质量。

A method of preparation of fused silica ceramic shell

The invention discloses a fused quartz ceramic shell preparation method comprises the following steps: step 1. in the wax models using the fused quartz material shell, until the completion of the last layer of shell; sealing slurry by paraffin emulsion; step 2. will be made of fused quartz ceramic type shell into dewaxing kettle for good the shell dewaxing; fused silica ceramic type dewaxing completed furnace roasting, burning residual wax; step 3. the shell of fused quartz ceramic type roasting well into the coarse disperse system of cristobalite powder, soaking treatment; step 4. will be a good soaking melting quartz ceramic shell is removed from the coarse dispersion the system of fine quartz powder, drying to finished products. The invention can not only effectively reduce the wall thickness of the ceramic shell, but also effectively and reliably enhance the structural strength of the ceramic shell when pouring the superalloy, and is beneficial to steadily and reliably improve the molding quality of the casting mold.

【技术实现步骤摘要】
一种熔融石英陶瓷型壳制备方法
本专利技术涉及熔模精密铸造技术，具体是一种熔融石英陶瓷型壳的制备方法，其特别适宜用作燃气轮机的联体叶片精密铸造成型。
技术介绍
在熔模精密铸造工艺中，为防止陶瓷型壳在高温合金材料浇注时发生漏钢或产生鼓胀问题，需要增强陶瓷型壳的结构强度，通常的技术措施是以增加陶瓷型壳层数的方式来增大陶瓷型壳厚度而实现的。然而，上述陶瓷型壳结构强度的增强技术措施容易使陶瓷型壳中的邻近部位之间产生粘连，这尤其以多联体铸件的精密铸造成型更为明显，例如某些燃气轮机透平用的多联导向叶片的精密铸造成型，参见图1所示。熔模精密铸造用的陶瓷型壳邻近部位之间的粘连现象，极不利于浇注时的粘连部位散热、冷却，从而容易形成热节问题，这就使浇注成型的铸件容易产生缩孔缺陷，进而导致成型技术难度大、报废率高、成型成本高，很不实用。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于：针对上述熔模精密铸造对陶瓷型壳技术要求的特殊性和现有技术的不足，提供一种既能有效降低陶瓷型壳壁厚、避免陶瓷型壳上的邻近部位之间发生粘连现象，又能有效、可靠地增强高温合金浇注时的陶瓷型壳结构强度的熔融石英陶瓷型壳制备方法。本专利技术实现其技术目的所采用的技术方案是，一种熔融石英陶瓷型壳制备方法，所述制备方法包括下列步骤：步骤1.在蜡模上以熔融石英材料进行制壳，直至完成最后一层制壳；采用石蜡水乳液进行封浆；步骤2.将制好的熔融石英陶瓷型壳放入脱蜡釜中进行脱蜡；将脱蜡完成的熔融石英陶瓷型壳装炉焙烧，烧除残余蜡料；步骤3.将焙烧好的熔融石英陶瓷型壳放入到方石英细粉的粗分散体系中，进行浸泡处理；步骤4.将浸泡好的熔融石英陶瓷型壳从方石英细粉的粗分散体系中取出，干燥至成品。作为优选方案之一，步骤1中的蜡模上制得的熔融石英型壳最多为六层。进一步的，所述蜡模上制得的熔融石英型壳为五层，具体按照如下详细步骤制得：步骤①.将280～320目白刚玉粉和硅溶胶按质量比为3.3～3.7：1的的配方量混合均匀，制得1#浆料；将180～220目熔融石英粉和硅溶胶按质量比为2.3～2.7：1的配方量混合均匀，制得2#浆料；步骤②.将蜡模浸入1#浆料中，在蜡模表面均匀沾上一层1#浆料；待蜡模上的1#浆料不自由下滴时，向浆层上均匀撒上80～120目白刚玉砂；步骤③.将步骤②的蜡模置于温度为22～24℃、湿度为55～65%的环境中干燥6～12h，完成第一层型壳制作；步骤④.将步骤③的型壳浸入2#浆料中，在上一层型壳表面均匀沾一层2#浆料；待当前2#浆料不自由下滴时，向当前浆层上均匀撒上50～100目熔融石英粉；步骤⑤.将步骤④的型壳置于温度为22～24℃、湿度为35～45%的环境中干燥4～8h，完成第二层型壳制作；步骤⑥.以步骤⑤的型壳为基体，依序重复步骤④和步骤⑤，完成第三层型壳制作；步骤⑦.将步骤⑥的型壳浸入2#浆料中，在上一层型壳表面均匀沾一层2#浆料；待当前2#浆料不自由下滴时，向当前浆层上均匀撒上30～50目熔融石英粉；步骤⑧.将步骤⑦的型壳置于温度为22～24℃、湿度为35～45%的环境中干燥4～8h，完成第四层型壳制作；步骤⑨.以步骤⑧的型壳为基体，依序重复步骤⑦和步骤⑧，完成第五层型壳制作；步骤⑩.将步骤⑨的型壳在石蜡水乳液中浸泡30～120秒；取出，在温度为22～24℃、湿度为35～45%的环境中干燥6～12h，完成封浆。再进一步的，所述1#浆料和2#浆料制备用的硅溶胶中的SiO2含量分别为25～31%。作为优选方案之一，步骤3中的方石英细粉的粗分散体系按如下方式配置而成：-先将渗透剂、消泡剂和硅溶胶按质量比为0.8～1.2：0.8～1.2：97.6～98.4的配方量混合、并搅拌均匀后，制成硅溶胶混合液；-再将1800～2200目的方石英细粉和硅溶胶混合液按质量比为1.5～3：8.5～7的配方量混合、并搅拌均匀，制得方石英细粉的粗分散体系。进一步的，所述硅溶胶中的SiO2含量为25～31%。作为优选方案之一，步骤3中的熔融石英陶瓷型壳在方石英细粉的粗分散体系中的浸泡时间为30～120秒。作为优选方案之一，步骤4中的干燥工艺条件是在60～120℃的温度条件下烘干处理4～8小时。本专利技术的有益技术效果是：上述制备方法在不增加陶瓷型壳层数的前提下，在制成的熔融石英陶瓷型壳中以渗透方式浸入方石英细粉，浸入方石英细粉的陶瓷型壳在浇注前的预热或浇注中的高温焙烧时，方石英细粉可以有效地提高陶瓷型壳中的熔融石英由无定型态转变为晶态的速率和比率，从而迅速提高熔融石英陶瓷型壳的结构强度以满足高温合金材料的浇注技术要求。由此可见，本专利技术既能有效地减小陶瓷型壳的壁厚，又能有效、可靠地增强高温合金浇注时的陶瓷型壳的结构强度，即以较少的层数获得较高强度的熔融石英陶瓷型壳，从而有效、可靠地避免了陶瓷型壳上的邻近部位之间发生粘连的技术问题，有利于稳定、可靠地提高以其浇注所成型的铸件的成型质量。另外，本专利技术所成型的铸件在冷却过程中具有散热速度快、冷却效率高的特点；而且，在脱壳时，熔融石英因相变而使陶瓷型壳上产生许多裂纹，加之厚度较薄，极大的降低了脱壳难度，脱壳操作轻松、容易、清理，清壳效率高。附图说明图1为某燃气轮机透平多联导向叶片在精密铸造成型中用的陶瓷型壳的结构示意图（图中的箭头部位即为邻近部位之间容易发生粘连的部位）。具体实施方式本专利技术涉及熔模精密铸造技术，具体是一种熔融石英陶瓷型壳的制备方法，其特别适宜用作燃气轮机的联体叶片精密铸造成型（例如图1所示）。下面以多个实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细、清楚地说明。实施例1本专利技术包括下列步骤：步骤1.根据设计要求在蜡模上以熔融石英材料进行制壳，蜡模上制得的熔融石英型壳为五层，直至完成最后一层-即第五层制壳；采用石蜡水乳液进行封浆；具体的，蜡模上的五层熔融石英型壳的制备及封浆过程，按照如下详细步骤制得实现：步骤①.将300目白刚玉粉和硅溶胶（SiO2含量为30%）按质量比为3.3：1的的配方量混合均匀，制得1#浆料；将180目熔融石英粉和硅溶胶（SiO2含量为30%）按质量比为2.3：1的配方量混合均匀，制得2#浆料；步骤②.将蜡模浸入1#浆料中，在蜡模表面均匀沾上一层1#浆料；待蜡模上的1#浆料不自由下滴时，向浆层上均匀撒上90目白刚玉砂；步骤③.将步骤②的蜡模置于温度为22℃、湿度为55%的环境中干燥10h，完成第一层型壳制作；步骤④.将步骤③的型壳浸入2#浆料中，在上一层型壳表面均匀沾一层2#浆料；待当前2#浆料不自由下滴时，向当前浆层上均匀撒上70目熔融石英粉；步骤⑤.将步骤④的型壳置于温度为22℃、湿度为40%的环境中干燥6h，完成第二层型壳制作；步骤⑥.以步骤⑤的型壳为基体，依序重复步骤④和步骤⑤，完成第三层型壳制作；步骤⑦.将步骤⑥的型壳浸入2#浆料中，在上一层型壳表面均匀沾一层2#浆料；待当前2#浆料不自由下滴时，向当前浆层上均匀撒上40目熔融石英粉；步骤⑧.将步骤⑦的型壳置于温度为22℃、湿度为35%的环境中干燥8h，完成第四层型壳制作；步骤⑨.以步骤⑧的型壳为基体，依序重复步骤⑦和步骤⑧，完成第五层型壳制作；步骤⑩.将步骤⑨的型壳在石蜡水乳液中浸泡80秒；取出，在温度为22℃、湿度为35%的环境中干燥10h，完成封浆；步骤2.将制好的熔融石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融石英陶瓷型壳制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：步骤1. 在蜡模上以熔融石英材料进行制壳，直至完成最后一层制壳；采用石蜡水乳液进行封浆；步骤2. 将制好的熔融石英陶瓷型壳放入脱蜡釜中进行脱蜡；将脱蜡完成的熔融石英陶瓷型壳装炉焙烧，烧除残余蜡料；步骤3. 将焙烧好的熔融石英陶瓷型壳放入到方石英细粉的粗分散体系中，进行浸泡处理；步骤4. 将浸泡好的熔融石英陶瓷型壳从方石英细粉的粗分散体系中取出，干燥至成品。

【技术特征摘要】
1.一种熔融石英陶瓷型壳制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：步骤1.在蜡模上以熔融石英材料进行制壳，直至完成最后一层制壳；采用石蜡水乳液进行封浆；步骤2.将制好的熔融石英陶瓷型壳放入脱蜡釜中进行脱蜡；将脱蜡完成的熔融石英陶瓷型壳装炉焙烧，烧除残余蜡料；步骤3.将焙烧好的熔融石英陶瓷型壳放入到方石英细粉的粗分散体系中，进行浸泡处理；步骤4.将浸泡好的熔融石英陶瓷型壳从方石英细粉的粗分散体系中取出，干燥至成品。2.根据权利要求1所述熔融石英陶瓷型壳制备方法，其特征在于，步骤1中的蜡模上制得的熔融石英型壳最多为六层。3.根据权利要求2所述熔融石英陶瓷型壳制备方法，其特征在于，所述蜡模上制得的熔融石英型壳为五层，具体按照如下详细步骤制得：步骤①.将280～320目白刚玉粉和硅溶胶按质量比为3.3～3.7：1的的配方量混合均匀，制得1#浆料；将180～220目熔融石英粉和硅溶胶按质量比为2.3～2.7：1的配方量混合均匀，制得2#浆料；步骤②.将蜡模浸入1#浆料中，在蜡模表面均匀沾上一层1#浆料；待蜡模上的1#浆料不自由下滴时，向浆层上均匀撒上80～120目白刚玉砂；步骤③.将步骤②的蜡模置于温度为22～24℃、湿度为55～65%的环境中干燥6～12h，完成第一层型壳制作；步骤④.将步骤③的型壳浸入2#浆料中，在上一层型壳表面均匀沾一层2#浆料；待当前2#浆料不自由下滴时，向当前浆层上均匀撒上50～100目熔融石英粉；步骤⑤.将步骤④的型壳置于温度为22～24℃、湿度为35～45%的环境中干燥4～8h，完成第二层型壳制作；步骤⑥.以步骤⑤的型壳为基体，依序重复步...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾洪，伍林，张松泉，杨功显，杨照宏，巩秀芳，赵代银，何建，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51