[发明专利]一种具有Al2O3抗侵蚀涂层坩埚及其采用注浆成型工艺制Al2O3抗侵蚀涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作在坩埚内壁的涂层材料。更特别地说，是指一种采用注浆成型工艺将Al₂O₃制作在现有坩埚基体内壁，然后经高温烧结得到具有Al₂O₃抗侵蚀涂层的新型坩埚。

背景技术

高温合金是制造涡轮发动机的关键材料，在航空、航天领域占有重要的地位，因此高温合金的熔炼是近年来材料加工方向研究的重点之一，研究结果表明高温合金熔炼过程中混入的杂质元素和夹杂物对合金性能具有重大影响，因而高温合金的超纯净熔炼具有十分重要的意义，对熔炼用坩埚的抗侵蚀性提出了更高的要求。

Al₂O₃陶瓷以其耐高温、抗氧化、耐腐蚀等特性以及价格低廉等优点，成为当今世界上应用最广的陶瓷材料之一。然而目前熔炼用的Al₂O₃坩埚通常是由粗颗粒级配制得的，坩埚基体晶粒大小不均匀、粗颗粒与细颗粒间结合松散、甚至存在较大的孔隙，在高温熔炼被熔物的过程中，制作坩埚的材料易混入被熔物中，影响被熔物的性能。此外表面不致密坩埚的抗熔体渗透性差，严重影响坩埚的使用寿命。因而有必要发展一种高抗侵蚀性能和高抗熔体渗透性的Al₂O₃涂层坩埚。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有Al₂O₃抗侵蚀涂层的新型坩埚，是采用注浆成型工艺将Al₂O₃抗侵蚀涂层浆料制备在现有坩埚基体内壁上。本发明的具有Al₂O₃抗侵蚀涂层坩埚能够提高坩埚的抗熔体渗透性和抗熔体侵蚀性。

本发明的目的之二是提出一种采用注浆成型工艺将Al₂O₃抗侵蚀涂层浆料制备在坩埚基体内壁的方法，该涂层制备方法是通过控制吸浆时间来实现成型厚度的控制，成型方法简单可控，制得的新型坩埚具有更低的孔隙率，提高了原坩埚的抗熔体渗透性和抗熔体侵蚀性。

本发明的一种具有Al₂O₃抗侵蚀涂层坩埚，其由坩埚基体和Al₂O₃抗侵蚀涂层构成，且Al₂O₃抗侵蚀涂层制备在坩埚基体的内壁上；Al₂O₃抗侵蚀涂层的厚度为d＝0.5mm～10mm；所述Al₂O₃抗侵蚀涂层的原料由多级Al₂O₃粉，所述100g的多级Al₂O₃粉中包含有粒径为5μm的一级Al₂O₃粉50g～80g、粒径为25μm的二级Al₂O₃粉5g～30g和余量的粒径为45μm的三级Al₂O₃粉。该坩埚能够适用于1650℃高温环境下使用。

本发明的一种采用注浆成型工艺制具有Al₂O₃抗侵蚀涂层坩埚的方法，其有下列制备步骤：

第一步：制Al₂O₃抗侵蚀浆料

Al₂O₃抗侵蚀浆料由多级Al₂O₃原料粉、分散剂、粘结剂和去离子水组成，各组分经充分混合后得到流动性良好的浆料。其中，100ml的去离子水中加入97.5g～319.09g的多级Al₂O₃原料粉、1.17g～2.60g的分散剂和1.20g～2.50g的粘结剂；

所述分散剂为聚丙烯酸铵或者阿拉伯树胶；

所述粘结剂为聚乙烯醇或者羧甲基纤维素；

所述100g的多级Al₂O₃原料粉中包含有粒径为5μm的一级Al₂O₃粉50g～80g、粒径为25μm的二级Al₂O₃粉5g～30g和余量的粒径为45μm的三级Al₂O₃粉；

第二步：选取坩埚基体