[发明专利]一种型芯添加剂的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种陶瓷型芯添加剂的制备工艺，其特别提高了一种能提高陶瓷型芯室温强度和高温强度，降低高温变形的添加剂的制备方法。

背景技术

随着发动机涡轮前进口温度的不断提高,叶片的承温能力要求越来越高。采用陶瓷型芯的精密铸造技术制备的空心叶片,内腔道形状复杂,可使叶片的承温能力提高,温度分布均匀,延长叶片的使用寿命。陶瓷型芯的工作条件十分恶劣,需要较高的室温强度和高温强度。目前采用的硅基型芯,压制过程中较薄及微小处易破裂,浇注温度提高时弯曲强度低,浇铸合格率低。同时,随着发动机制造技术不断提高,对型芯的制造技术和性能指标要求更高,现有的硅基型芯满足不了熔铸要求,迫切需求新的技术方法提高型芯的性能指标。

 

发明内容

 

本的目的是提供一种技术效果更好的型芯添加剂的制备方法。关键是提高型芯的室温强度和高温强度,更好地控制型芯压制过程的成形性和焙烧过程中方石英含量的析出,减少型芯的裂纹及变形。通过添加自行研制的无定形二氧化硅,提高了型芯粉料表面的活化性,型芯湿态的变形减小,室温强度、高温强度及烧结性能提高。

 

本发明提供了一种型芯添加剂的制备方法，其特征在于：所述型芯添加剂的制备方法依次要求如下：

步骤①，首先将液态硅溶胶加热至500±100℃,保温2-6小时,然后物料随炉冷却至室温；

步骤②，将上一过程所得固体称重，放入球磨机中,按重量比1：（0.7-1.5）加入研磨体,球磨时间8~10h,过150-250目筛,过出研磨体得到粉料；

步骤③，将上一过程得到的粉料在1100℃-1250℃条件下进行高温煅烧，保温时间为3-10小时,物料随炉冷却；

步骤④，将高温煅烧后的物料称重，放入球磨机中,按重量比1：（0.7-1.5）加入研磨体球磨，球磨时间4-15h，获得的无定形二氧化硅型芯添加剂粉料，粒度直径为7-60μm。

 

本发明所述型芯添加剂的制备方法，优选满足下述要求：

步骤①，将液态硅溶胶加热至500±20℃，保温3.5-5小时，然后物料随炉冷却至室温；

步骤②，将上一过程所得固体称重,放入球磨机中,按重量比1：（0.9 -1.1）加入研磨体,球磨时间8~10h,过200目筛,过出研磨体得到粉料；

步骤③，将上一过程得到的粉料在1160℃-1200℃条件下进行高温煅烧，保温时间为3.5-5小时,物料随炉冷却；

步骤④，将高温煅烧后的物料称重，放入球磨机中，按重量比1：（0.9-1.1）加入研磨体球磨，球磨时间和获得的型芯添加剂粉料粒度直径满足下述要求之一：其一，球磨时间4~6h,粒度直径为50~60μm；其二，球磨时间7~10h,粒度直径为30~20μm；其三，球磨时间11~15h,粒度直径为20~10μm。

 

本发明所述型芯添加剂的制备方法，进一步优选满足下述要求：

所述型芯添加剂的制备方法中满足下述要求：

步骤①，将液态硅溶胶装入干净的不锈钢桶中,放入电热干燥箱中加热至500℃,保温4小时，然后物料随炉冷却至室温；

步骤②，将上一过程所得固体称重,放入球磨机中,按重量比1：1加入研磨体,球磨时间9h,过200目筛,过出研磨体得到粉料；

步骤③，将上一过程得到的粉料放入陶瓷盘中，装入箱式电阻炉中，在1160℃-1200℃条件下进行高温煅烧，保温时间为4小时,物料随炉冷却；

步骤④，将高温煅烧后的物料称重，放入球磨机中,按重量比1：1加入研磨体球磨，球磨时间和获得的型芯添加剂粉料粒度直径满足下述要求之一：其一，球磨时间4~6h,粒度直径为50~60μm；其二，球磨时间7~10h,粒度直径为30~20μm；其三，球磨时间11~15h,粒度直径为20~10μm。

 

加入本发明制备的无定形二氧化硅添加剂的硅基型芯，经试验证明：

1、无定形二氧化硅粉料含有许多的微孔、比表面积大,提高了型芯浆料的悬浮性和流动性,型芯压制成型率提高。

2、无定形二氧化硅微粉料,可充分填充到型芯基体材料颗粒缝隙中,促进型芯烧结性能,减少了型芯的裂纹及变形,型芯的室温强度和高温强度提高。

3、无定形二氧化硅粉料可促进方石英化。在石英玻璃中加入一定量的添加剂,焙烧后的型芯中方石英含量增加,型芯抗挠曲变形能力提高。