The invention discloses a method for controlling the sintering shrinkage of integral ceramic mold by steps. First, two or more sintering expansion agents are added to the ceramic powder material, and the required raw material powder of ceramic powder is obtained after being evenly dispersed. The raw material powder of ceramic powder is mixed with liquid solvent, and the ceramic slurry is obtained after being evenly milled, and then 3D printing based on light curing is adopted. The core / shell integrated ceramic mold forming process was used to prepare the mold body, which was freeze-dried and then sintered. The first step is degreasing sintering at medium and low temperature, the sintering temperature is not more than 1100 \u2103, the second step is high temperature strengthening sintering, the sintering temperature is higher than 1200 \u2103. The scheme adopts the reaction sintering oxidation expansion effect to offset the shrinkage deformation in the step sintering process, which can be used to restrain the sintering shrinkage deformation in the baking process of the integral ceramic mold and effectively improve the mold manufacturing accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法
本专利技术属于精密铸造
,涉及一种整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法。
技术介绍
陶瓷铸型烧结过程中,随着温度的升高坯体内发生颗粒间烧结、界面扩散、颗粒重排、晶粒生长等一系列复杂的物理化学变化,宏观上表现为陶瓷铸型尺寸的变化,烧结后有较为明显的收缩变形,该变形将直接影响铸型的尺寸精度,进而影响最终铸件的精度。通过烧结工艺的优化(烧结次数、烧结温度、保温时间)在一定程度上可以降低陶瓷的烧结收缩,但要完全实现烧结收缩的抑制,仅依靠工艺上的调整是不够的,必须借助材料组分的设计,在烧结过程中实现基体的膨胀才能达到消除烧结收缩率的目的。目前,常用的烧结膨胀剂多基于相变膨胀原理,反应温度高,相变膨胀作用小,导致收缩消除效果不显著。此外,目前铸型多采用分步烧结的工艺,以满足脱脂及强化等不同工艺要求。每一步的烧结过程中多伴有烧结收缩的产生,收缩逐渐累加不仅会影响到铸型的尺寸精度,铸型中的微细结构也易在收缩应力的作用下产生破坏。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,该方法能够抑制整体式陶瓷铸型焙烧过程中的烧结收缩变形,有效提高铸型制造精度。为了达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:本专利技术公开的一种整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,包括以下步骤:1)制备陶瓷粉体原材料采用多级级配法,选取粗陶瓷粉体和细陶瓷粉体混合制成陶瓷粉体,同时向陶瓷粉体中添加 ...
【技术保护点】
1.一种整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,其特征在于,包括以下步骤:/n1)制备陶瓷粉体原材料/n采用多级级配法,选取粗陶瓷粉体和细陶瓷粉体混合制成陶瓷粉体,同时向陶瓷粉体中添加两种或两种以上的烧结膨胀剂,混合后制得陶瓷粉体原材料;/n其中,粗陶瓷粉体占陶瓷粉体总质量的50%~60%,细陶瓷粉体占陶瓷粉体总质量的40%~50%;烧结膨胀剂占陶瓷粉体原材料总质量的1%~8%,且添加的烧结膨胀剂按照粒径相近原则,对应减少粗陶瓷粉体和/或细陶瓷粉体的用量;/n2)制备陶瓷浆料/n将有机单体、交联剂、分散剂添加至水中,溶解均匀得到预混液,将陶瓷粉体原材料分批次加至预混液中,搅拌均匀直至所有原料粉体均溶于预混液中,然后球磨混匀,制得陶瓷浆料;/n3)制备陶瓷铸型坯体/n采用光固化3D打印方法成型树脂原型,通过凝胶注模工艺在树脂原型中浇注陶瓷浆料,待陶瓷浆料固化、干燥后,得到陶瓷铸型坯体;/n4)烧结陶瓷铸型坯体/n陶瓷铸型坯体烧结分两步进行,第一步为中低温脱脂烧结,烧结温度不超过1100℃,用于烧失陶瓷铸型坯体中的有机粘结剂与树脂原型;第二步为高温强化烧结,烧结温度高于1200℃,用以促进陶瓷 ...
【技术特征摘要】
1.一种整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)制备陶瓷粉体原材料
采用多级级配法,选取粗陶瓷粉体和细陶瓷粉体混合制成陶瓷粉体,同时向陶瓷粉体中添加两种或两种以上的烧结膨胀剂,混合后制得陶瓷粉体原材料;
其中,粗陶瓷粉体占陶瓷粉体总质量的50%~60%,细陶瓷粉体占陶瓷粉体总质量的40%~50%;烧结膨胀剂占陶瓷粉体原材料总质量的1%~8%,且添加的烧结膨胀剂按照粒径相近原则,对应减少粗陶瓷粉体和/或细陶瓷粉体的用量;
2)制备陶瓷浆料
将有机单体、交联剂、分散剂添加至水中,溶解均匀得到预混液,将陶瓷粉体原材料分批次加至预混液中,搅拌均匀直至所有原料粉体均溶于预混液中,然后球磨混匀,制得陶瓷浆料;
3)制备陶瓷铸型坯体
采用光固化3D打印方法成型树脂原型,通过凝胶注模工艺在树脂原型中浇注陶瓷浆料,待陶瓷浆料固化、干燥后,得到陶瓷铸型坯体;
4)烧结陶瓷铸型坯体
陶瓷铸型坯体烧结分两步进行,第一步为中低温脱脂烧结,烧结温度不超过1100℃,用于烧失陶瓷铸型坯体中的有机粘结剂与树脂原型;第二步为高温强化烧结,烧结温度高于1200℃,用以促进陶瓷铸型基体中高温强化相的生成,经过两步烧结处理,制得整体式陶瓷铸型。
2.根据权利要求1所述的整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,其特征在于,步骤1)中,粗陶瓷粉体和细陶瓷粉体均选择氧化物陶瓷粉体,烧结膨胀剂选择合金或金属间化合物,且烧结膨胀剂与陶瓷粉体的组分相近。
3.根据权利要求2所述的整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,其特征在于,氧化物陶瓷粉体选择氧化铝或氧化硅。
4.根据权利要求1所述的整体式陶瓷铸型分步烧结收缩控制方法,其特征在于,粗陶瓷粉体的颗粒粒径范围为40~125μm,细陶瓷粉体的颗粒粒径范围为2~10μm。
5.根据权利要求1所述的整体式陶瓷铸型分步...
【专利技术属性】
技术研发人员:苗恺,鲁中良,李涤尘,常涛岐,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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