[发明专利]一种改进的氧化硅陶瓷型芯及其制备方法在审
申请号: | 201510163217.9 | 申请日: | 2015-04-08 |
公开(公告)号: | CN104788085A | 公开(公告)日: | 2015-07-22 |
发明(设计)人: | 薛祥;薛晓兰 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学 |
主分类号: | C04B35/14 | 分类号: | C04B35/14;C04B35/622 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人: | 牟永林 |
地址: | 150001 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 改进 氧化 陶瓷 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种陶瓷型芯及其制备方法。
背景技术
我国航空航天事业处于高速发展中,航空燃气涡轮发动机性能的提高是关键。为此,首先是要提高涡轮的燃气温度,它决定了动力装置有效功率的真正意义上的提高,采用铸造高温合金制成形状复杂的空心叶片能够提高涡轮前温度,但因为金属熔点的制约,在合金材料上提高叶片的承温性能目前已很难实施。因此,生产者只能不断改善叶片的气冷结构、提高冷却效率来达到预期效果。
空心气冷叶片是一项提高发动机涡轮前温度的重要技术。空心叶片熔模铸造的重点是先制出有叶片复杂内腔的陶芯。当前,叶片的冷却结构有所改变,传统方式是对流、回流、撞击孔、气膜冷却等,现在则为高效发散气冷方式,冷却效率已由300℃左右提高到600℃以上。所以,陶瓷型芯的制造工艺发展趋势为形状更复杂、最小尺寸更小、高温性能更高。
陶瓷型芯的性能是决定叶片质量的关键因素之一,以致多年以来发达国家对于陶瓷型芯的研究一直没有停止过,并且将其核心技术视为高度机密。陶瓷型芯制造技术决定了空心叶片的尺寸精度、合格率和铸造成本,因此,不断改进陶瓷型芯材料性能和制造技术十分重要。
发明内容
本发明是为解决现有陶瓷型芯烧成收缩率大、高温性能差的问题,而提供一种改进的氧化硅陶瓷型芯及其制备方法。
本发明的一种改进的氧化硅陶瓷型芯由陶瓷浆料和增塑剂制备而成;所述的陶瓷浆料与增塑剂的质量比为100:(10~20);所述的陶瓷浆料按质量份数由60~70份石英玻璃粉、20~30份锆英粉和5~15份刚玉混合而成;其中所述的石英玻璃粉由200目的石英玻璃粉、300目的石英玻璃粉和400目的石英玻璃粉混合而成,其中所述的200目的石英玻璃粉与300目的石英玻璃粉的质量比为(4~6):3,其中所述的200目的石英玻璃粉与400目的石英玻璃粉的质量比为(2~3):1;其中所述的锆英粉由180目的锆英粉和250目的锆英粉混合而成,其中所述的180目的锆英粉和250目的锆英粉的质量比为(2~4):1;其中所述的刚玉为200目的刚玉;所述的增塑剂由石蜡、蜂蜡和聚乙烯混合而成;其中所述的石蜡与蜂蜡的质量比为(15~22):1;其中所述的石蜡与聚乙烯的质量比为(45~48):1。
本发明的一种改进的氧化硅陶瓷型芯的制备方法按以下步骤进行:
一、配置增塑剂:将石蜡、蜂蜡和聚乙烯混合均匀,得到增塑剂;所述的石蜡与蜂蜡的质量比为(15~22):1;所述的石蜡与聚乙烯的质量比为(45~48):1;
二、配置陶瓷浆料:按质量份数将60~70份石英玻璃粉、20~30份锆英粉和5~15份刚玉搅拌均匀后放在保温箱中在温度为80~100℃的条件下保温2h~4h,得到陶瓷浆料;所述的石英玻璃粉由200目的石英玻璃粉、300目的石英玻璃粉和400目的石英玻璃粉混合而成,其中所述的200目的石英玻璃粉与300目的石英玻璃粉的质量比为(4~6):3,其中所述的200目的石英玻璃粉与400目的石英玻璃粉的质量比为(2~3):1;所述的锆英粉由180目的锆英粉和250目的锆英粉混合而成,其中所述的180目的锆英粉和250目的锆英粉的质量比为(2~4):1;所述的刚玉为200目的刚玉;
三、制备预制料:将步骤二得到的陶瓷浆料加入到步骤一得到的增塑剂中,加入速度为60g/min~120g/min,在搅拌速度为50r/min~70r/min下搅拌4h~8h,得到预制料;所述的步骤二得到的陶瓷浆料与步骤一得到的增塑剂的质量比为100:(16~20);
四、制备氧化硅陶瓷型芯:将压型模具预热至温度为80~100℃,然后将步骤三得到的预制料加入到模具中进行压制,再烧结,得到改进的氧化硅陶瓷型芯。
本发明的有益效果:
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