一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：A、镶入式陶瓷活动块的制备；B、叶轮陶瓷型芯蜡胚的制备：将所述步骤A制得的镶入式陶瓷活动块装配于陶瓷型芯模具的内腔，经射蜡成型后制得叶轮陶瓷型芯蜡胚；C、对所述步骤B制得的叶轮陶瓷型芯蜡胚进行烧结，烧结后清除所述镶入式陶瓷活动块。采用预制的陶瓷型活动块替代金属型活动块，陶瓷型活动块与陶芯模具组合经射蜡脱模后留在陶瓷型芯蜡胚内部，制得的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的尺寸精度高、变形量小，解决了现有使用金属活动块组合模具制备具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯容易产生合模线，增加了蜡胚的修理难度的问题。的修理难度的问题。的修理难度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷型芯
，尤其涉及一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法。

技术介绍

[0002]在叶轮铸件的制造过程中，因为针对不同的设计要求，叶轮铸件的内流道的曲面有各种变化，精密铸造生产叶轮铸件可以采用陶瓷型芯来生产，但是由于叶轮陶瓷型芯的内流道结构复杂，叶轮陶芯型芯的模具设计难度大，很多型号的产品无法用固定的模具来成型，在这些曲度比较复杂的流道区域，通常需要一些辅助的活动模块才能完成叶轮陶瓷型芯的成型，目前，使用金属活动块配合叶轮陶瓷型芯模具制作叶轮陶瓷型芯时会出现一些问题，如通过金属活动块组合模具导致出现合模线，增加蜡胚的修理难度，同时成型后要单独抽拔出这些金属活动块，而在曲度太大的位置处，活动块的拔出比较困难，会导致蜡胚的变形，影响产品质量。

技术实现思路

[0003]针对
技术介绍
提出的问题，本专利技术的目的在于提出一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，采用预制的陶瓷型活动块替代金属型活动块，陶瓷型活动块脱模后留在陶瓷型芯蜡胚内部，制得的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的尺寸精度高、变形量小，解决了现有使用金属活动块组合模具制备具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯而容易产生合模线，增加了蜡胚的修理难度的问题，以及解决了需要单独拔出金属活动块导致蜡胚产生形变、影响产品质量的问题。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，采用预制的镶入式陶瓷活动块替代局部或全部的金属活动块，应用于具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备，所述叶轮陶瓷型芯设有多条叶轮叶片流道，所述叶轮叶片流道呈弯曲以及部分扭曲设置，所述制备方法包括以下步骤：
[0006]A、镶入式陶瓷活动块的制备：将陶瓷材料、造孔剂和粘结剂搅拌混合均匀，得到混合料，所述混合料经过挤压成型和干燥固化后制得镶入式陶瓷活动块，所述镶入式陶瓷活动块具有扭曲面；
[0007]B、叶轮陶瓷型芯蜡胚的制备：将所述步骤A制得的镶入式陶瓷活动块装配于陶瓷型芯模具的内腔，组合成复合型模具，经射蜡成型后制得叶轮陶瓷型芯蜡胚，所述镶入式陶瓷活动块镶嵌包裹在所述叶轮陶瓷型芯蜡胚之中；
[0008]C、对所述步骤B制得的叶轮陶瓷型芯蜡胚进行烧结，烧结后清除所述镶入式陶瓷活动块，每块所述镶入式陶瓷活动块的清除于烧结体上形成有与所述镶入式陶瓷活动块形状一致的叶轮叶片流道，清除完成后，获得具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯。
[0009]更进一步说明，采用预制的镶入式陶瓷活动块替代局部的金属活动块时，所述步
骤B中，所述镶入式陶瓷活动块镶嵌包裹在所述叶轮陶瓷型芯蜡胚的流道内扭曲的区域。
[0010]更进一步说明，按照重量份数计算，所述步骤A中，所述镶入式陶瓷活动块的原料包括陶瓷材料75～85份、造孔剂5～10份和粘结剂8～12份。
[0011]更进一步说明，所述镶入式陶瓷活动块的陶瓷材料为电熔刚玉和碳化硅中的一种或两种的组合；
[0012]按照重量百分比计算，所述陶瓷材料的颗粒级配为：粒度为80目的原料占20～30％和粒度为40目的原料占70～80％。
[0013]更进一步说明，所述镶入式陶瓷活动块的造孔剂为石墨细粉、面粉和粟米粉中的至少一种，所述造孔剂的粒度为1000目。
[0014]更进一步说明，所述步骤A中，所述挤压成型的成型压力为5～10MPa，成型温度为100～150℃；
[0015]所述干燥固化的干燥温度为140～160℃。
[0016]更进一步说明，所述步骤C中，对所述步骤B制得的叶轮陶瓷型芯蜡胚进行烧结的过程中，排胶阶段具体为以1～2℃/min的升温速度从100℃升温至450℃，烧结阶段具体为在1150～1200℃保温4～8h。
[0017]更进一步说明，所述步骤B中，所述射蜡成型的射蜡温度为65～75℃，射蜡压力为0.4～0.8MPa。
[0018]更进一步说明，所述镶入式陶瓷活动块的强度不小于1MPa。
[0019]更进一步说明，所述步骤C中，使用工具对所述叶轮叶片流道内的所述镶入式陶瓷活动块进行部分清理，然后用压缩空气完成所述叶轮叶片流道内的所述镶入式陶瓷活动块的剩余部分的清理。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的实施例具有以下有益效果：
[0021]1、本专利技术中所述镶入式陶瓷活动块采用陶瓷材料、造孔剂和粘结剂经过挤压成型和干燥固化制备得到，具有一定的强度，耐火度高，陶瓷材料颗粒粗在烧结过程中不会烧结，与叶轮陶瓷型芯本体在烧结阶段不会发生反应，在射蜡成型时不会变形，同时由于加入了所述造孔剂和所述粘结剂，经过排胶烧结后形成空穴，使得镶嵌于所述叶轮陶瓷型芯蜡胚内的所述镶入式陶瓷活动块容易清理掉，烧结后清除所述镶入式陶瓷活动块，每块所述镶入式陶瓷活动块的清除于烧结体上形成有与所述镶入式陶瓷活动块形状一致的叶轮叶片流道，最终制得一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯，通过采用所述镶入式陶瓷活动块替代金属活动块，在射蜡成型后，将所述叶轮陶瓷型芯蜡胚从模具中取出，所述镶入式陶瓷活动块不需要从所述叶轮陶瓷型芯蜡胚的内部拔出，所述镶入式陶瓷活动块与所述叶轮陶瓷型芯蜡胚进行一体高温烧结，制得的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的尺寸精度高、变形量小，解决了现有使用金属活动块组合模具制备具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯容易产生合模线，增加蜡胚修理难度的问题，以及解决了需要单独拔出金属活动块导致蜡胚产生形变、影响产品质量的问题；
[0022]2、通过对所述步骤B制得的叶轮陶瓷型芯蜡胚进行烧结，具体地，采用氧化铝埋粉将所述叶轮陶瓷型芯蜡胚装入匣钵内然后进行烧结，在排胶阶段以1～2℃/min的升温速度从100℃升温至450℃，在低温排胶过程中，通过控制升温速率，能够防止所述镶入式陶瓷活动块快速热分解而导致陶瓷型芯开裂，经过在1150～1200℃保温4～8h的烧结阶段后，自然
冷却，制得的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的尺寸精度高、变形量小；
[0023]3、所述镶入式陶瓷活动块的原料经过搅拌混合均匀，挤压成型和干燥固化后制得所述镶入式陶瓷活动块，所述镶入式陶瓷活动块的强度不小于1MPa，使得所述镶入式陶瓷活动块在所述步骤B射蜡成型的过程中不会变形，从而保证制得的所述叶轮陶瓷型芯的尺寸精度，避免所述叶轮陶瓷型芯发生变形。
附图说明
[0024]图1是本专利技术一个实施例的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的立体结构示意图；
[0025]图2是图1所示的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的正视结构示意图；
[0026]图3是本专利技术一个实施例的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的立体结构示意图；
[0027]图4是图3所示的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的正视结构示意图；
[0028]其中：叶轮陶瓷型芯1、叶轮叶片流道2、镶入式陶瓷活动块3。
具体实施方式
[0029]一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，采用预制的镶入式陶瓷活动块3替代局部或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，采用预制的镶入式陶瓷活动块替代局部或全部的金属活动块，应用于具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备，所述叶轮陶瓷型芯设有多条叶轮叶片流道，所述叶轮叶片流道呈弯曲以及部分扭曲设置，所述制备方法包括以下步骤：A、镶入式陶瓷活动块的制备：将陶瓷材料、造孔剂和粘结剂搅拌混合均匀，得到混合料，所述混合料经过挤压成型和干燥固化后制得镶入式陶瓷活动块，所述镶入式陶瓷活动块具有扭曲面；B、叶轮陶瓷型芯蜡胚的制备：将所述步骤A制得的镶入式陶瓷活动块装配于陶瓷型芯模具的内腔，组合成复合型模具，经射蜡成型后制得叶轮陶瓷型芯蜡胚，所述镶入式陶瓷活动块镶嵌包裹在所述叶轮陶瓷型芯蜡胚之中；C、对所述步骤B制得的叶轮陶瓷型芯蜡胚进行烧结，烧结后清除所述镶入式陶瓷活动块，每块所述镶入式陶瓷活动块的清除于烧结体上形成有与所述镶入式陶瓷活动块形状一致的叶轮叶片流道，清除完成后，获得具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯。2.根据权利要求1所述的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，采用预制的镶入式陶瓷活动块替代局部的金属活动块时，所述步骤B中，所述镶入式陶瓷活动块镶嵌包裹在所述叶轮陶瓷型芯蜡胚的流道内扭曲的区域。3.根据权利要求1所述的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，按照重量份数计算，所述步骤A中，所述镶入式陶瓷活动块的原料包括陶瓷材料75～85份、造孔剂5～10份和粘结剂8～12份。4.根据权利要求1所述的具有曲面流道的叶轮陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述镶入...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭兴彦，彭刚，万冬梅，陈国伟，
申请(专利权)人：佛山市非特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：