一种提高空心涡轮叶片陶瓷铸型高温力学性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高空心涡轮叶片陶瓷铸型高温力学性能的方法，通过高温烧结下氧化钇与氧化铝合成钇铝石榴石高温强化相，同时采用氧化镁抑制高温烧结条件下氧化铝晶粒的生长，并通过氧化钛固溶强化氧化铝以提高氧化铝基陶瓷铸型高温强度；最后采用氯化钇离子溶液浸渍氧化铝基陶瓷铸型，以便钇离子均匀分布于复杂结构氧化铝基陶瓷铸型内部，一方面促使高温烧结下氯离子与氧化铝陶瓷材料中杂质Na、K离子反应形成氯化纳和氯化钾，去除元素Na、K，另一方面促使高温烧结下钇离子与氧化铝反应二次形成钇铝石榴石高温强化相。该发明专利技术可应用于空心涡轮叶片型芯型壳一体化氧化铝基陶瓷铸型高温性能的提高，提高定向凝固高温合金叶片的合格率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于快速铸造
，涉及。
技术介绍
涡轮叶片是航空发动机和燃气轮机的第一关键部件，因其工作温度最高、应力最复杂、环境最恶劣而被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片在更高温度下工作可获得更高的功率，研究表明，燃气进口温度在1073ΙΓ1273Κ的范围内每提升100°C，燃气轮机的输出功率将会增加20% 25%,节省燃料6°/Γ7%。然而受金属熔点的限制，现有用于制备涡轮叶片的耐热合金所能承受的温度已经达到了极限。为了解决该问题，通常的做法是对工作在高温环境中的涡轮叶片进行冷却。因而改善叶片的冷却结构，提高叶片的冷却效率已经成为提高叶片耐高温能力的主要途径。采用现有涡轮叶片制造方法，很难制造复杂冷却结构空心涡轮叶片。基于光固化成型技术的整体式陶瓷铸型制造工艺为解决复杂冷却结构空心涡轮叶片的制造提供了新途径，其工艺流程如下:首先采用光固化成型技术制造出涡轮叶片的SL树脂负型；其次，制备陶瓷浆料，利用凝胶注模成型方法将陶瓷浆料注入SL树脂负型，待陶瓷浆料原位固化后，利用真空冷冻干燥技术去除水分，同时保证坯体的尺寸精度；然后，烧失光固化树脂负型，建立预烧结强度；采用压缩气流去除残留灰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高空心涡轮叶片陶瓷铸型高温力学性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制备含氧化铝、氧化钛、氧化钇和氧化镁的陶瓷浆料，通过凝胶注模工艺制造空心涡轮叶片的氧化铝基陶瓷铸型坯体；2）在?30～?60℃条件下，待氧化铝基陶瓷坯体中结晶水形成冰晶后，10~100Pa条件下真空干燥，然后预烧结得到陶瓷制品；3）将陶瓷制品放入氯化钇离子溶液中真空浸渍，使氯化钇离子溶液充分渗入陶瓷制品内部孔隙中；4）将浸渍陶瓷制品真空冷冻干燥，然后高温烧结，烧结温度为1200～1500℃，使氧化钇与氧化铝基陶瓷制品反应生成耐高温强化相钇铝石榴石；其中，氧化镁抑制高温烧结条件下氧化铝晶粒的生长，氧化钛固溶强化氧化铝，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李涤尘，鲁中良，韩香广，李奕宁，刘涛，姜博，
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：