[发明专利]航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法

摘要

本发明公开了一种航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法，该方法采用三种不同粒径的高纯二氧化硅粉为原料，以大颗粒为骨架小颗粒为烧结助剂，以石蜡和蜂蜡为增塑剂，以油酸为表面活性剂，通过热压铸成型制备复杂陶瓷型芯，然后成型的素坯陶瓷型芯在填料氧化铝中经低温脱蜡和高温焙烧，最终得到适用于航空发动机叶片用的硅基陶瓷型芯。

主权项

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。