[发明专利]一种水溶性陶瓷型芯材料和制备水溶性陶瓷型芯的方法

权利要求书

1.一种水溶性陶瓷型芯材料，其特征在于：它由耐高温陶瓷材料、水溶性无机盐和金属氧化物，以及至少一种非晶陶瓷材料组成；水溶性无机盐所占的质量分数为10％～50％；水溶性金属氧化物所占的质量分数为2％～50％；非晶陶瓷材料所占的质量分数为0.1％～30％；余量为耐高温陶瓷材料；所述的耐高温陶瓷材料包括氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化锌、尖晶石、莫来石、锆英石、硅灰石、氮化铝、氮化硅其中之一或几种材料的混合物，耐高温陶瓷材料的粉末粒度为50目～8000目；所述的水溶性无机盐为氯化钠、氯化钾、碳酸钾、碳酸钠、氯化钙、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁；所述的水溶性金属氧化物为氧化钙；所述的非晶陶瓷材料包括无定形氧化硅、蒙脱土或硅藻土其中之一或几种材料的混合物，非晶陶瓷材料的粉末粒度为50目～8000目。

2.一种如权利要求1所述的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：制备的步骤如下：

2.1、原料预处理：

2.1.1、将耐高温陶瓷材料放入马弗炉中加热到800℃～1000℃，保温2h～5h；

2.1.2、将水溶性无机盐在转速300r/min～600r/min条件下球磨1h～5h，选取通过120目筛网后的粉末；

2.1.3、将水溶性金属氧化物放入研钵中研磨，选取通过120目筛网后的粉末，放入马弗炉中加热到800℃～1000℃，保温1h～5h；

2.1.4、将非晶陶瓷材料放入马弗炉中加热到500℃～800℃，保温2h～5h；

2.2、原料称量：按比例称取预处理后的耐高温陶瓷材料、水溶性无机盐、水溶性金属氧化物及非晶陶瓷材料；

2.3、混料：

2.3.1、将按比例称取预处理后的耐高温陶瓷材料、水溶性无机盐、水溶性金属氧化物、非晶陶瓷材料放入球磨机，并放入可膨胀石墨，可膨胀石墨的质量分数是上述原料固体粉末混合物的0.005％～0.05％，可膨胀石墨的粒径为100目～200目；在转速200r/min～400r/min条件下球磨1h～5h直至均匀混合，得到固体粉末混合物；

2.3.2、配制增塑剂：增塑剂由石蜡、蜂蜡、聚乙烯及硬脂酸组成，其质量分数比为88：5：2：5；将称量好的石蜡放入油浴锅在80℃熔化，然后加入称量好的聚乙烯在120℃机械搅拌至完全溶解，随后依次加入称量好的蜂蜡及硬脂酸，搅拌5min～10min；

2.3.3、将固体粉末混合物加入熔融的增塑剂中，在120℃温度条件下机械搅拌1h～8h得到均匀混合的浆料，其中增塑剂在浆料中所占的质量分数为10％～30％；

2.4、型芯成型：

2.4.1、将清洁后的模具放入烘箱中20℃～30℃加热0.5h～2h；

2.4.2、通过压蜡机将浆料压入模具中压注成型，压力为0.2MPa～1MPa，开模得到型芯坯体；

2.5、脱脂与烧结：

2.5.1、将型芯坯体埋入装有氧化铝填料的坩埚中，放入马弗炉中以1℃/min～5℃/min的升温速率依次加热至200℃保温1h～5h,加热至300℃保温1h～5h，加热至400℃保温1h～5h，加热至500℃保温1h～5h；

2.5.2、以1℃/min～10℃/min的升温速率继续升温至700℃～900℃保温1h～3h,之后随炉冷却至室温；

2.6、二次烧结：从埋粉中取出经过烧结之后的型芯，并用毛刷清理表面，将清理后的型芯放入马弗炉中以5℃/min～10℃/min的升温速率升温至750℃～950℃保温0.5h～2h,之后随炉冷却至室温。

3.如权利要求2所述的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于：对水溶性陶瓷型芯进行表面防水处理，具体步骤如下：

3.1、配制有机溶液：配制以丙酮为溶剂的环氧树脂或酚醛树脂有机溶液，树脂的质量分数为10％～50％；

3.2、表面上浆：将二次烧结后的型芯浸入配制好的有机溶液中1min～5min；

3.3、固化：将上浆后的型芯坯体取出，放入烘箱60℃～200℃加热0.1h～1h固化，然后随炉冷却。