[发明专利]航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法

权利要求书

1.一种航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于有下列的步骤：

步骤一、粉料的混合

将称取质量百分比纯度为99.99％的二氧化硅的细粉、中粉和粗粉放入聚四氟乙烯的球磨罐中，干磨处理30min～60min后，得到混合粉；

然后将混合粉放入烘箱温度为80℃～100℃、干燥时间10min～30min后，得到干燥混合粉；

用量：100g的混合粉中所需细粉8～15g，中粉15～30g和余量的粗粉；

细粉的平均粒径为1～5μm；

中粉的平均粒径为10～25μm；

粗粉的平均粒径为40～80μm；

步骤二、制备料浆

将增塑剂放进油浴温度为70～90℃的搅拌器中溶化，得到第一中间物；增塑剂为石蜡和蜂蜡的混合体，石蜡与蜂蜡的质量之比为9∶1；

然后将步骤一制得的干燥混合粉按时间间隔5～10min/次在搅拌状态下加入至第一中间物中，得到第二中间物；

将表面活性剂在搅拌状态下加入至第二中间物中，得到第三中间物；

将第三中间物进行抽真空排气泡处理，真空表读数为0.002～0.02MPa，抽真空10min～60min后，得到均匀料浆；

搅拌器的搅拌速度为20～60r/min；

用量：100g的干燥混合粉中所需增塑剂10～12g，表面活性剂1～2ml；

步骤三、压制成型

将步骤二得到的均匀料浆通过压蜡机压制成型，得到型芯坯体；为了保证成型性，蜡浆在压蜡机中保持80～90℃，同时将模具也预热到20～40℃温度；

压蜡机施压压力为0.4～0.6MPa，压制成型时间30～60s；

步骤四、烧结

将步骤三压制成型的型芯坯体置于匣钵中，并用二氧化硅粉掩埋；然后将装有坯体的匣钵放入高温炉中进行低温脱蜡和高温焙烧处理，处理制度如下：

从22℃升温至300℃，升温速率为0.5℃/min，并在300℃环境下保温40min～80min；

然后从300℃升温至400℃，升温速率为1℃/min，并在400℃环境下保温40min～80min；

然后从400℃升温至1000℃，升温速率为3℃/min，并在1000℃环境下保温10min～30min；

最后从1000℃升温至1250℃，升温速率为2℃/min，并在1250℃环境下保温120～240min；

随炉冷却至22℃～40℃后，取出，制得硅基陶瓷型芯。

2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：表面活性剂选用油酸或者硬脂酸。

3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：制得的陶瓷型芯经1250℃烧结后由非晶玻璃相完全转变成了方石英相。

4.根据权利要求1所述的航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：制得的陶瓷型芯孔隙率在25％，室温强度为13～16MPa，1550℃高温强度为19～21MPa，1550℃保温30min的高温挠度几乎为零，满足≥1550℃的高温下使用。