[发明专利]重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯及制备

权利要求书

1.一种重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯，其特征在于：

以石英玻璃粉为基料；

以锆英粉、分析纯氧化铝粉和分析纯碳酸钙粉为矿化剂，其中，锆英粉粒度为325目，分析纯氧化铝粉粒度为325目，粉料中Al₂O₃含量≥99％，分析纯碳酸钙粉中位径≤15μm，粉料中CaCO₃含量≥99％；

其中按重量百分比记，基料60％～95％，矿化剂5％～40％。

2.按照权利要求1所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯，其特征在于：所述石英玻璃粉是以石英玻璃管，经粉碎整形，磁选去铁，筛分成粒度为200目、400目、600目的粉料，并酸洗干燥，处理后的石英玻璃粉中SiO₂含量≥99.9％。

3.按照权利要求1所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯，其特征在于，按重量百分比记，所述基料和矿化剂的含量为：石英玻璃粉60％～95％，锆英粉1％～30％，分析纯氧化铝粉0.5％～5％，分析纯碳酸钙粉0.1％～5％；其中，所述石英玻璃粉中，200目粉料占10～30％，400目粉料占40～70％，600目粉料占10～30％。

4.按照权利要求1所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯，其特征在于：以石蜡、蜂蜡、聚乙烯和聚乙二醇为热压注成型增塑剂。

5.按照权利要求4所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯，其特征在于：增塑剂中按重量百分比含石蜡90％～95％、蜂蜡3％～5％、聚乙烯1％～3％、聚乙二醇0.1％～2％。

6.一种权利要求1-5任一所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

1)称取粉料：分别称量一定重量的石英玻璃粉、锆英粉、分析纯氧化铝粉和分析纯碳酸钙粉放入球磨罐中；

2)球混：添加占粉料重量0.1～0.5％的油酸，按球料比2:1加入氧化铝陶瓷球混合，球混时间4～10h，获得混合粉料；

3)配增塑剂：把增塑剂放入芯料搅拌机中加热熔化，熔化温度为90～110℃，增塑剂加入量为步骤2)所得混合粉料重量的16％～20％，所述增塑剂的组成为石蜡90～95wt.％、蜂蜡3～5wt.％、聚乙烯1～3wt.％、聚乙二醇0.1～2wt.％；

4)混炼：把步骤3)中混合均匀的粉料加入到芯料搅拌机中，继续搅拌6～10h，使增塑剂和混合粉料混炼均匀；

5)热压注成型：在型芯模具中对应型芯截面厚大的位置预置石英玻璃棒/管，利用陶瓷型芯压注机，根据陶瓷型芯的尺寸和复杂程度，把混炼均匀的芯料压注到陶瓷芯模具中，制成陶瓷芯素坯；

6)修整、校型：陶瓷芯素坯经修整、校型后，放入匣钵中用工业氧化铝填料埋实，所用的工业氧化铝填料先经1450℃保温10-16h煅烧并过200目筛处理；

7)焙烧：把装有陶瓷芯素坯和工业氧化铝填料的匣钵放入箱式电阻炉中进行焙烧，然后随炉冷却至室温。

7.按照权利要求6所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：步骤5)中，热压注成型工艺参数为：注射温度90～100℃、模具温度35～45℃、注射压力5～10MPa、保压时间100～200s。

8.按照权利要求6所述重型燃机大尺寸定向空心叶片用氧化硅基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：步骤7)中，焙烧制度为：以2～5℃/min的升温速率升温至200～300℃，保温3～6h；以3～6℃/min的升温速率升温至400～500℃，保温2～4h；以4～7℃/min的升温速率升温至600～700℃，保温1～2h；以6～9℃/min升温速率升温至900～1000℃，保温1～2h；以6～9℃/min的升温速率升温至1150～1200℃，保温4～10h，随炉冷却至室温。