[发明专利]氧化镁晶须增强陶瓷型芯及其制备方法

说明书

一种氧化镁晶须增强陶瓷型芯及其制备方法，属于精密铸造‑陶瓷型芯技术领域。该氧化镁晶须增强陶瓷型芯，包括的原料为：氧化镁晶须、金属氧化物粉末、尖晶石粉末、氧化钇和粘结剂；其中，氧化镁晶须的加入质量为金属氧化物粉末总质量的10‑30％；尖晶石粉末的加入质量为金属氧化物粉末总质量的0.2‑6％；氧化钇的加入质量为金属氧化物粉末总质量的0.1‑1％；粘结剂的加入质量为氧化镁晶须+金属氧化物粉末+尖晶石粉末+氧化钇总质量的8‑20％。将原料混合，压制，烧结得到的氧化镁晶须增强陶瓷型芯，其具有通过氧化镁晶须的复合，补强的陶瓷型芯具有优异的物理性能，可以提高产品的耐高温、抗冲击等性能。

技术领域

本发明属于精密铸造-陶瓷型芯技术领域，具体涉及一种氧化镁晶须增强陶瓷型芯及其制备方法。

背景技术

航空发动机的发展源于持续不断的新材料、新技术的突破。为此，世界各国都开展了大推重比航空发动机的研究。为了提高发动机涡轮部件适应涡轮前进口温度不断提高的能力，必须增加涡轮空心叶片的承温能力。提高涡轮叶片的承温能力主要有两种方法，即增强高温合金的耐热能力及使用空心叶片的冷却技术。

空心叶片的冷却技术的发展，要求一种耐高温，抗冲击性能良好的陶瓷型芯。相对于目前使用较为广泛的使硅基和铝基陶瓷型芯，氧化镁晶须增强陶瓷型芯具有与合金相近的热膨胀性，具有良好的匹配性，可用于超合金的非定向凝固、定向凝固及单晶铸造。

发明内容

针对现有生产技术存在的问题，为解决尺寸较薄的陶瓷型芯强度差，从而导致断芯，高温接触后变形量大及陶瓷制品软化等问题，并解决金属浇注过程中断芯导致的产品浪费问题。本发明提供了一种氧化镁晶须增强陶瓷型芯及其制备方法，该氧化镁晶须增强陶瓷型芯具有通过氧化镁晶须的复合，补强的陶瓷型芯具有优异的物理性能，可以提高产品的耐高温、抗冲击等性能。

本发明的一种氧化镁晶须增强陶瓷型芯，包括的原料为：氧化镁晶须、金属氧化物粉末、尖晶石粉末、氧化钇和粘结剂；

其中，氧化镁晶须的加入质量为金属氧化物粉末总质量的10-30％；

尖晶石粉末的加入质量为金属氧化物粉末总质量的0.2-6％；

氧化钇的加入质量为金属氧化物粉末总质量的0.1-1％；

粘结剂的加入质量为氧化镁晶须+金属氧化物粉末+尖晶石粉末+氧化钇总质量的8-20％。

所述的金属氧化物粉末为耐高温金属氧化物粉末，优选为氧化镁、氧化铝、氧化锆、氧化钙中的一种或几种；所述的金属氧化物粉末的质量纯度≥99.3％，其中，杂质氧化铁的质量百分比含量<0.1wt.％；当金属氧化物粉末为氧化镁时，杂质氧化硅的质量百分比含量<0.2wt.％。

所述的氧化镁晶须增强陶瓷型芯中，金属氧化物粉末的粒度及各个粒度的质量占比分别为：100-200目，不包括200目的为5％-15％，200-230目为20％-45％，320-380目，不包括380目的为10％-25％，380-450目为35％-65％，余量为270～300目。

所述的氧化镁晶须的长径比≥10；优选为直径为1-10μm，长度为10-100μm。

所述的氧化镁晶须中，含有的氧化镁的质量百分数≥99.2％。

所述的尖晶石粉末为镁铝尖晶石粉末，粒度为800-1000目。

所述的尖晶石粉末也可采用粒度相同的氧化镁和氧化铝的混合物替代，其中，按质量比，氧化镁：氧化铝＝1:1。

本发明的一种氧化镁晶须增强陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：

按照氧化镁晶须增强陶瓷型芯的原料配比称量原料，将固体原料混合均匀后，加入粘结剂混匀，得到混合物料；