[发明专利]一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法

权利要求书

1.一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将陶瓷粉末、分散剂、碳化硅陶瓷研磨球和去离子水按一定的比例混合，加入四甲基氢氧化铵或氨水，将浆料pH 调节到8～10，球磨1h～8h，使陶瓷粉末在水中充分分散均匀，得到浆料；

(2)加入乳化剂高速乳化将热固性树脂乳化成细小的颗粒分散在水中，得到热固性树脂乳液；将水性热固性树脂或热固性树脂乳液、固化剂、消泡剂加入到浆料中继续球磨8h～72h，得到陶瓷浆料；

(3)将陶瓷浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾干燥造粒；

(4)对喷雾造粒粉料进行筛分、重新级配；

(5)将级配后的碳化硅陶瓷粉末置于SLS成型设备中，首先预热到50～150℃，然后在计算机的控制下按照预先设计的CAD模型按照层高0.05～2mm进行分层，设置打印参数，激光功率5～55W，打印速度为500～6000mm/s，逐层堆积，得到碳化硅陶瓷SLS成型素坯；

(6)将碳化硅SLS素坯在真空或惰性气氛下以0.5～5℃/min的速率升温到700～950℃，保温0.5～3h，水性热固性树脂或热固性树脂乳液在高温下热解形成碳和挥发分，挥发分逸出形成毛细孔，得到热解的素坯；

(7)将热解后的素坯埋入Si粉，在真空或惰性气体中于1450℃～1700℃进行烧结，Si熔融后通过毛细孔进入坯体，与热解形成的碳发生反应形成β-碳化硅来结合原来的α-碳化硅，多余挥发分逸出形成的毛细孔由Si填充，从而得到致密的碳化硅零件。

2.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：所述陶瓷粉末为碳化硅、碳化硅/碳化硼、碳化硅/石墨、碳化硅/焦炭、碳化硅/碳源材中的一种或者几种以上混合，所述陶瓷粉末粒径为0.2μm～300μm。

3.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：所述分散剂为柠檬酸盐、聚丙烯酸盐、六磷偏酸钠、聚醚酰亚胺、阿拉伯树胶、三聚磷酸钠、聚乙二醇、水玻璃、三乙醇胺、聚羧酸铵盐、聚乙烯亚胺中的一种或几种以上混合。

4.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：所述水性热固性树脂为水性酚醛树脂或酚醛树脂乳液、水性环氧树脂或环氧树脂乳液、水性不饱和树脂或不饱和树脂乳液、水性聚氨酯或聚氨酯乳液、水性聚酰亚胺或聚酰胺乳液中的一种或几种以上混合。

5.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：所述固化剂为双氰胺、酸分散体、胺分散体、含羧基或胺基官能团的丙烯等中的一种或几种以上混合。

6.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：消泡剂为正辛醇、正丁醇、磷酸三丁酯、烷基硅油、乙二醇中的一种或几种以上混合。

7.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：称取以下重量份数的各组分制备的浆料：陶瓷粉料50～90份；分散剂0.1～5份；粘结剂20～60份；固化剂粘结剂1～20份；消泡剂0.1～5份；去离子水10～50份。

8.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：所述的喷雾造粒进口温度为：150℃～300℃、出口温度为80℃～200℃、喷头转速为100～300r/min，进料速度根据进出口温度及喷头转速进行调整。

9.根据权利要求1所述的一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：对喷雾造粒粉料分别采用60目、100目、120目、150目、200目、250目的筛网对粉料进行筛分，然后进场重新级配，级配范围为：

60目～100目：0～20％；

100目～120目：0～20％；

120目～150目：0～30％；

150目～200目：20～50％；

200目～250目：20～50％；

小于250目：10～30％；

级配后粉料松装密度达到0.95g/cm³以上。