一种陶瓷型芯涂层制备方法技术

技术编号：41313695 阅读：3 留言：0更新日期：2024-05-13 14:56

本发明专利技术提供了一种陶瓷型芯涂层制备方法，其采用电子束物理气相沉积方法(EB‑PVD)在硅基陶瓷型芯表面制备氧化钇柱状涂层。氧化钇柱状涂层可作为支撑结构，显著提升陶瓷型芯基体的高温强度及高温抗变形能力；高温下具有较强的稳定性，不与铸件发生界面反应；涂层比表面积增大，可加快碱液进入基体材料，保证型芯基体顺利脱除；采用EB‑PVD方法制备的涂层均匀度高，涂层厚度50um左右，不会对铸件壁厚产品影响。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面改性，尤其是涉及一种硅基陶瓷型芯的柱状涂层的制备方法。

技术介绍

1、陶瓷型芯用于形成空心叶片的内腔，与外形模及型壳共同保证空心叶片的尺寸精度。浇铸完成后，通过化学溶蚀将陶瓷型芯脱除干净，陶瓷型芯决定了铸件的表面质量和尺寸精度，因此要求陶瓷型芯在浇铸过程中不能与金属液发生任何反应，浇铸完成后又易于从铸件内腔中清除。

2、目前市场主要采用硅基陶瓷型芯。硅基陶瓷型芯特点为烧结温度低、脱芯容易，主要问题点为高温强度偏低、高温下易与金属液发生反应。目前行业内主要采用浸渍、涂覆、刷涂等方式在硅基陶瓷型芯基体表面制备涂层以解决上述问题，但涂层厚度及均匀度皆有待改善，不仅会影响铸件壁厚精度，而且，二次焙烧后涂层进一步收缩，涂层与基体间结合性差。

技术实现思路

1、有鉴于此，为克服现有硅基型芯的不足，本专利技术提供了一种硅基陶瓷型芯涂层制备方法，在保证涂层效果时，改善硅基陶瓷型芯高温性能，同时避免硅基型芯与高温合金的界面反应。具体为：

2、一种陶瓷型芯涂层制备方法，包括：

3、步骤一：制备硅基陶瓷型芯；

4、步骤二：采用酒精对硅基陶瓷型芯表面进行清洁，保证表面无污染；

5、步骤三：采用电子束物理气相沉积方法(eb-pvd)在硅基陶瓷型芯表面制备氧化钇柱状涂层；

6、步骤四：热处理。

7、高温合金浇铸时，高温合金侵蚀型芯表面，一方面，硅基型芯高温强度不够，浇铸时经常出现断芯、漏芯等问题，导致铸件报废

8、进一步，氧化钇柱状涂层厚度为50um。涂层为柱状结构，比表面积显著增加，脱芯时碱液进入型芯内部，保证型芯脱芯效果。因此，该涂层能够有效改善硅基型芯的界面反应问题，并弥补氧化钇型芯的脱芯问题，拓宽硅基型芯铸件使用范围。

9、进一步，采用电子束物理气相沉积方法(eb-pvd)制备氧化钇柱状涂层的涂层材料为氧化钇靶材。

10、进一步，采用电子束物理气相沉积方法(eb-pvd)制备氧化钇柱状涂层的工艺参数为：沉积速率2～3μm/min，基板温度与靶材熔点之比为0.3～0.5，真空度为6～8pa，电子束流强度为1～2a。

11、进一步，步骤四热处理工序的温度为1000℃，保温3h。

12、本专利技术的有益效果为：

13、1)氧化钇柱状涂层可作为支撑结构，显著提升陶瓷型芯基体的高温强度及高温抗变形能力；

14、2)氧化钇柱状涂层高温下具有较强的稳定性，不与铸件发生界面反应；

15、3)采用柱装结构涂层，涂层比表面积增大，可加快碱液进入基体材料，保证型芯基体顺利脱除；

16、4)采用eb-pvd方法制备的涂层均匀度高，涂层厚度50um左右，不会对铸件壁厚产品影响。

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【技术保护点】

1.一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，氧化钇柱状涂层厚度为50um。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，采用电子束物理气相沉积方法(EB-PVD)制备氧化钇柱状涂层的涂层材料为氧化钇靶材。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，采用电子束物理气相沉积方法(EB-PVD)制备氧化钇柱状涂层的工艺参数为：沉积速率2～3μm/min，基板温度与靶材熔点之比为0.3～0.5，真空度为6～8Pa，电子束流强度为1～2A。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，步骤四热处理工序的温度为1000℃，保温3h。

【技术特征摘要】

1.一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，氧化钇柱状涂层厚度为50um。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷型芯涂层制备方法，其特征在于，采用电子束物理气相沉积方法(eb-pvd)制备氧化钇柱状涂层的涂层材料为氧化钇靶材。

4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏敏，范红娜，于波，李鑫，齐长见，
申请(专利权)人：中航装甲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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