[发明专利]一种熔模铸造用的型芯制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及熔模铸造技术领域，具体为一种熔模铸造用的型芯制造工艺。

背景技术

熔模铸造用型芯除与常规铸造一样，受金属液包围，工况条件恶劣外，还需经受脱蜡和焙烧的作用。为此，型芯应满足下列要求：

1、耐火度高

型芯的耐火度至少应高于合金的浇注温度，以保证在浇注时和铸件凝固过程中不软化和变形。一般情况下型芯的耐火度应达到1400℃以上，在定向凝固和单晶铸造时，则要求能承受1520-1600℃的高温30min以上。

2、热膨胀率低、尺寸稳定

为保证铸件内腔尺寸精度，型芯的热膨胀率应尽可能小，且无相变，以免造成型芯开裂或变形。一般来说其线膨胀系数以小于4*10^-6K^-1为宜。

3、足够的强度

型芯应具有足够的常温强度，以承受压注时蜡液的冲击和挤压而不致断裂或破损。型芯还要有足够的高温强度，以承受浇注时金属液的冲击力和静压力。

4、化学稳定性好

型芯在与金属液接触过程中应不污染合金，也不与金属液或金属的氧化物发生化学反应，以防止铸件表面产生化学粘砂或反应性气孔。

5、易脱除

铸件铸成后，型芯应便于从铸件中脱除。由于铸件中的陶瓷型芯绝大多数采用化学腐蚀法溶失，为此，型芯必须有相当大的孔隙率，体积密度应比真密度小。

目前熔模铸造用的型芯按成形方法和工艺特点可分成几种，有热压注陶瓷型芯、传递成形陶瓷型芯、灌浆成形陶瓷型芯、水溶型芯、水玻璃砂型芯、替换粘结剂型芯、细管型芯等多种熔模铸造型芯。它们的脱芯方法和应用范围也各不相同。国内外仍以热压注陶瓷型芯和传递成形型芯，特别是前者应用最广；随着飞机性能提高，一些涡轮空心叶片的结构越来越复杂（如三联体空心结构），结构独特，尺寸精度要求高，并需在真空下浇注成形，对陶瓷型芯的强度和耐火度要求更高。近十多年来国外在氧化铝、氧化钇、氧化铒和氧化钐型芯上已取得突破性进展，并已用于定向凝固和单晶铸造生产，但目前国内陶瓷型芯的基体材料主要仍为石英玻璃。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足, 本发明提供一种熔模铸造用的型芯制造工艺，经过该工艺制作的型芯，明显地改善型芯的抗变形能力，并使型芯烧成收缩减小，得到高性能高质量的型芯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种熔模铸造用的型芯制造工艺，包括如下步骤：

（1）浆料制备：将锆石粉和石英玻璃置于球磨机内混磨2-4个小时，并取出烘干，使水分含量低于质量分数0.2%，再加入搅拌器搅拌制得浆料；

（2）成型：采用热压法成型；

（3）装钵：将压制成型的陶瓷型芯坯体埋入盛有填料的钵中，防止型芯在焙烧过程中变形损坏；

（4）填充填料：用1300℃下保温4-6h焙烧过的工业氧化铝作填料；

（5）造型：在振幅为0.2-0.5mm的振动台上造型；

（6）焙烧：分为排蜡和烧结两个阶段。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤（2）成型工艺压注压力为2.7-4.0MPa，压注温度比增塑剂熔点高出30-80℃。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤（2）压型要预热到40-50℃，保压时间为10-30秒。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤（2）压好的陶瓷型芯坯体如发现变形，置于50-60℃下加热，待其软化后再放回压型或校正型内校正，冷却后取出。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤（6）中排蜡工艺是通过加热将陶瓷型芯坯体中的增塑剂去除，加热温度逐渐上升至600℃，排蜡结束。

作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤（6）中烧结工艺是升温至900℃开始进行，直至温度在1100-1400℃之间，保温2-4h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：经过本发明的工艺制作的型芯，明显地改善型芯的抗变形能力，并使型芯烧成收缩减小，得到高性能高质量的型芯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

本发明提供了一种技术方案，一种熔模铸造用的型芯制造工艺，包括如下步骤：