【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷型壳制备，具体涉及一种改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法。
技术介绍
1、定向凝固铸造过程中，高的温度梯度和凝固速度可使铸件组织细密、缺陷减少。但是随铸件尺寸和长度的增加传统定向凝固中的温度梯度会显著降低，导致铸件中极易出现缩孔、斑点、等轴晶等缺陷；同时在制壳过程中，随铸件尺寸长度加大，厚度变厚，铸件胀壳变形问题突出，尺寸精度下降明显，尤为体现在冶炼后高温合金大尺寸定向板变形严重，胀壳问题突出。
2、高温合金空心叶片铸造用陶瓷型壳的工作条件非常苛刻，型壳一般需要在1500～1600℃的高温下长时间工作。因此，优质的型壳应满足以下要求：(1)具有足够的高温强度和高温抗蠕变性能，能够承受熔融金属的热冲击与金属液压力冲击；(2)型壳与高温合金熔体有良好的润湿性和热化学稳定性，与熔融金属不发生明显的化学反应；(3)型壳壁厚不宜太厚，且热物理性能稳定，热膨胀系数低，满足导热性的要求；(4)浇注完毕后，型壳要具有良好的溃散性，易清除。
3、大尺寸定向板的型壳的制备不仅有上述条件制约，还容易出现开裂、胀壳等问题。因此，探索一种改善大尺寸定向板抗胀壳变形的型壳制备方法，成为了科研和生产中急需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，该工艺能够改善大尺寸定向板蜡件在制备过程中的胀壳变形问题，保证冶炼过程型壳不开裂软化，保证大尺寸定向板的尺寸和质量。
2、为实现上述目的，本专
3、一种改善大尺寸定向板抗胀壳变形的型壳制备方法，该制备方法包括依次进行的蜡模组合、型壳制备、型壳的脱蜡和型壳的焙烧四个过程；其中：在蜡模组合过程中，在蜡板表面均匀对称固定若干陶瓷棍，因陶瓷棍加入，后期制壳、烧壳过程陶瓷棍与涂料烧结为一体，极大提高定向板在制备过程中抗胀壳变形能力。
4、所述陶瓷棍为高纯氧化铝φ5mm空心双孔陶瓷棍。该制备方法具体包括如下步骤：
5、(a)蜡模组合，组合过程中在蜡板表面均匀对称固定陶瓷棍，结合处稍微刷薄蜡固定。
6、(b)型壳制备，包括如下步骤(b1)-(b4)：
7、(b1)面层料浆配置：
8、面层料浆的原料为：高纯刚玉粉(325目)、硅溶胶1430、润湿剂jfc和消泡剂正辛醇；其中：硅溶胶与高纯刚玉粉(325目)的重量比例为1：(3.25～4.0)，润湿剂的体积占硅溶胶体积的0.1～0.15％，消泡剂的体积占硅溶胶体积的0.1～0.15％；
9、(b2)加固层料浆配制：
10、加固层料浆的原料为：硅溶胶1430、润湿剂jfc、消泡剂正辛醇和高纯刚玉粉(325目)；其中：硅溶胶与高纯刚玉粉(325目)的重量比例为1：(1.5～2.0)，润湿剂的体积占硅溶胶体积的0.1～0.15％，消泡剂的体积占硅溶胶体积的0.1～0.15％；
11、(b3)撒砂材料的配置：撒砂材料为ec95砂，粒度分别为80#、60#、46#和24#；
12、(b4)型壳的涂挂操作：
13、蜡型首先涂挂1～2层面层，粘度控制在35～40s，撒砂为ec95砂；然后涂挂加固层3-4层，粘度控制在10～15s，撒砂为ec95砂；
14、(c)型壳的脱蜡：
15、将制备好的型壳用高压脱蜡釜进行脱蜡，脱蜡时型壳冒口朝上，以便型壳稳定蜡液顺利排出，压力控制在0.6～0.7mpa，温度165～170℃，脱蜡时间为15～20分钟；
16、(d)型壳的焙烧，包括依次进行的一次焙烧和二次焙烧，其中：
17、一次焙烧：型壳平放在电炉底板上，焙烧温度950℃±20℃，保温时间≥2小时；低于300℃入炉，到保温时间后开炉门降温；
18、二次焙烧：型壳进入定向炉的保温加入过程中，1600℃保温30min。
19、上述步骤(a)中蜡模组合：在蜡板表面固定的陶瓷棍长度为蜡板长度的0.75～1倍，结合处稍微刷薄蜡固定，防止脱落。在蜡板表面固定的陶瓷棍数量大于等于2。
20、上述步骤(b1)中，面层料浆制备过程为：按比例将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，再按比例依次加入润湿剂和消泡剂；同时开动搅拌机边搅拌边缓慢加入高纯刚玉粉(325目)，搅拌时间大于2小时，搅拌中测量粘度1-2次(粘度应略大于规定粘度)再倒入l型搅拌机内继续搅拌24小时备用，粘度控制在35～40s。
21、上述步骤(b2)中，加固层料浆制备过程：将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，再依次加入润湿剂和消泡剂；同时开动搅拌机边搅拌边缓慢加入高纯刚玉粉(325目)，搅拌中测量粘度1-2次(粘度应略大于规定粘度)，搅拌时间大于2小时后备用；粘度控制在10～15s。
22、本专利技术的优点和有益效果如下：
23、1、本专利技术在蜡模组合过程中，在蜡板表面均匀对称固定适当陶瓷棍，陶瓷棍长度与蜡板长度一致，结合处稍微刷薄蜡固定，防止脱落，因陶瓷管加入，后期制壳、烧壳过程陶瓷棍与涂料烧结为一体，极大提高定向板在制备过程中抗胀壳变形能力。
24、2、高纯陶瓷棍的加入，不但可以有效防止定向板蜡件组合过程中弯曲变形，在后期制壳烧壳后高纯陶瓷棍与制壳材料有机结合为一体，可以改善型壳湿强度，脱蜡过程型壳不易开裂，冶炼过程提高型壳高温抗裂抗胀壳能力，改善了大尺寸定向板的易胀壳变形情况。
25、3、根据定向板尺寸大小，可以根据实际情况调整陶瓷棍的加入数量和长度，该方法经济投入小，效果改善显著。
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1.一种改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：该制备方法包括依次进行的蜡模组合、型壳制备、型壳的脱蜡和型壳的焙烧四个过程；其中：在蜡模组合过程中，在蜡板表面均匀对称固定若干陶瓷棍，因陶瓷棍加入，后期制壳过程陶瓷棍与涂料烧结为一体，极大提高定向板在制备过程中抗胀壳变形能力。
2.根据权利要求1所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：该制备方法具体包括如下步骤(A)-(D)：
3.根据权利要求2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：步骤(A)中，在蜡板表面固定的陶瓷棍的长度为蜡板长度的0.75～1倍，蜡板与陶瓷棍结合处稍微刷薄蜡固定，防止脱落。
4.根据权利要求1或2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：所述陶瓷棍为外径φ5mm的高纯氧化铝空心双孔陶瓷棍。
5.根据权利要求1或2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：在蜡板表面固定的陶瓷棍数量大于等于2。
6.根据权利要求2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形
7.根据权利要求2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：步骤(B2)中，加固层料浆制备过程为：将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，再依次加入润湿剂和消泡剂；同时开动搅拌机边搅拌边缓慢加入高纯刚玉粉(325目)，搅拌中测量粘度1-2次(粘度应略大于规定粘度)，搅拌时间大于2小时后备用；粘度控制在10～15s。
...【技术特征摘要】
1.一种改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：该制备方法包括依次进行的蜡模组合、型壳制备、型壳的脱蜡和型壳的焙烧四个过程；其中：在蜡模组合过程中，在蜡板表面均匀对称固定若干陶瓷棍，因陶瓷棍加入，后期制壳过程陶瓷棍与涂料烧结为一体，极大提高定向板在制备过程中抗胀壳变形能力。
2.根据权利要求1所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：该制备方法具体包括如下步骤(a)-(d)：
3.根据权利要求2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：步骤(a)中，在蜡板表面固定的陶瓷棍的长度为蜡板长度的0.75～1倍，蜡板与陶瓷棍结合处稍微刷薄蜡固定，防止脱落。
4.根据权利要求1或2所述的改善大尺寸定向板抗胀壳变形的陶瓷型壳制备方法，其特征在于：所述陶瓷棍为外径φ5mm的高纯氧化铝空心双孔陶瓷棍。
5.根据权利要求1或...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，卢玉章，申健，谢光，王栋，张健，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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