一种改善氧化铝基陶瓷型芯高温性能方法技术

本发明专利技术公开了一种改善氧化铝基陶瓷型芯高温性能方法，首先采取凝胶注模成型工艺制备氧化铝基陶瓷型芯坯体；然后通过冷冻干燥、预烧结，制备多孔、具有一定的室温抗弯强度的氧化铝基陶瓷型芯预制体；接着在真空及外加压力的条件下将渗透液渗入其中，烘干、脱胶，实现三次真空压力浸渍；最后高温烧结，获得所需的氧化铝基陶瓷型芯。采取本发明专利技术所制备的氧化铝基陶瓷型芯不仅具有良好的高温性能，而且具有良好的脱芯工艺性，能够满足空心涡轮叶片定向浇铸、单晶浇铸工艺要求，保证叶片铸件合格率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，主要应用于精密铸造领 域。
技术介绍
在空心涡轮叶片精密铸造工艺中，陶瓷型芯用于形成叶片内部复杂的冷却通道。 目前，叶片用陶瓷型芯主要有两种氧化硅基陶瓷型芯和氧化铝基陶瓷型芯。氧化硅基陶瓷 型芯依靠控制方石英量来改善其高温性能，当使用温度高于1550°C，用于单晶浇注时，叶片 的合格率会受到影响，尤其是合金中含Al、Hf和C时，在1550°C以上氧化硅基型芯会与之发 生化学反应，因此氧化硅基陶瓷型芯只适合生产柱状晶，而不能用于叶片定向凝固、单晶浇 注。与氧化硅基陶瓷型芯相比，氧化铝陶瓷型芯冶金化学稳定性、抗蠕变性能更好，适合高 级单晶和共晶浇铸条件使用。但氧化铝基陶瓷型芯配方设计及其制备工艺一直是难点。为 了达到空心涡轮叶片定向凝固、单晶浇注工艺要求，一方面要求氧化铝基陶瓷型芯具有足 够高的高温强度和较小的高温挠度，较长时间(30-60min)在高温金属液(1500-1600°C )冲 击力及重力作用下不变形、不折断，从而保证冷却通道几何形状及精度，避免偏芯、穿孔等 缺陷的产生；另一方面要求氧化铝基陶瓷型芯具有足够高的显气孔率(一般不低于40%)， 以便与腐蚀液充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善氧化铝基陶瓷型芯高温性能方法，其特征在于，包括以下步骤：　　（１）利用凝胶注模成型工艺制备氧化铝基陶瓷型芯坯体：　　将丙烯酰胺单体和Ｎ，Ｎ′－亚甲基二丙烯酰胺交联剂溶入去离子水中，制备得质量分数为１５－３０％的预混液；将质量百分数为３０％的聚丙烯酸钠分散剂加入该预混液中，用浓氨水调整预混液ｐＨ值至１１，将质量百分比７０－７５％平均粒径为２５μｍ的电熔刚玉粉末、质量百分比１０－１５％平均粒径为５μｍ电熔刚玉粉末、质量百分比６－８％平均粒径为２μｍ氧化钇微粉和质量百分比４－６％平均粒径为２μｍ氧化镁微粉混合后加入预混液中，球磨２－４小时，获得固相体积分数大于５０％、粘度小于１Ｐａ．Ｓ的水基...

【技术特征摘要】
一种改善氧化铝基陶瓷型芯高温性能方法，其特征在于，包括以下步骤(1)利用凝胶注模成型工艺制备氧化铝基陶瓷型芯坯体将丙烯酰胺单体和N，N′ 亚甲基二丙烯酰胺交联剂溶入去离子水中，制备得质量分数为15 30％的预混液；将质量百分数为30％的聚丙烯酸钠分散剂加入该预混液中，用浓氨水调整预混液pH值至11，将质量百分比70 75％平均粒径为25μm的电熔刚玉粉末、质量百分比10 15％平均粒径为5μm电熔刚玉粉末、质量百分比6 8％平均粒径为2μm氧化钇微粉和质量百分比4 6％平均粒径为2μm氧化镁微粉混合后加入预混液中，球磨2 4小时，获得固相体积分数大于50％、粘度小于1Pa.S的水基陶瓷浆料；对水基陶瓷浆料真空除气3 5分钟，将水基陶瓷浆料注入模具中，在引发剂过硫酸铵和催化剂四甲基乙二胺的作用下原位成型，脱模，获得湿态氧化铝基陶瓷型芯坯体；(2)制备氧化铝基陶瓷型芯预制体将湿态氧化铝基陶瓷型芯坯体置于预冻室，预冻温度为 10℃～ 30℃中预冻，使坯体中水分完全冻结成冰晶，然后冻干，使冰晶升华；将干燥完毕的氧化铝基陶瓷型芯坯体置入电阻加热炉中，通过预烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涤尘，吴海华，邢建东，徐东阳，陈晓杰，左艳峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，西安瑞特快速制造工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]