[发明专利]一种电磁冷坩埚复合陶瓷铸型的定向凝固方法

权利要求书

1.一种电磁冷坩埚复合陶瓷铸型的定向凝固方法，其特征在于所述方法步骤如下：

步骤一、制备陶瓷铸型：

(1)模具制备：根据定向凝固构件形状制备内腔与定向凝固构件形状一致的铝模具，利用该模具浇注蜡模；

(2)溶胶配制：将钇溶胶与粒径为260～325目的Y₂O₃细粉以质量比1:1.5混合在一起，搅拌至成为白色均匀溶胶停止；

(3)面层制备：采用机械和人工法将一层溶胶、一层面层Y₂O₃粉均匀涂在蜡模外表面，在温度20～25℃，湿度60～80％的条件下进行干燥，晾干后重复涂溶胶、Y₂O₃粉、干燥和晾干步骤10次；

(4)背层添加：面层稳定干燥后，采用机械和人工法将一层溶胶、一层粒径为40～80目的背层Y₂O₃粗粉均匀涂在面层外表面，在温度20～25℃，湿度30～60％的条件下进行干燥，晾干并重复涂溶胶、Y₂O₃粗粉、干燥和晾干步骤5次；

(5)脱蜡：将步骤(4)所得模型置于350～400℃温度下保温至模型壳体内蜡模全部消失；

(6)烧结：脱蜡后模型以固定升温速率20℃/min升至800℃后保温1h，再升至1200℃并保温1h，最后升至1600℃保温3h的烧结工艺进行烧结，冷却后获得陶瓷铸型；

步骤二、定向凝固：

合金母锭切割后固定放置于步骤一制备的铸型内，将合金母锭和铸型放入电磁冷坩埚腔体内，铸型的下端浸入液态金属Ga-In冷却液中；将定向凝固装置抽真空后返充氩气；对电磁冷坩埚内的合金母锭进行电磁感应加热，使合金母锭熔化后保温2min；在1900～2100K温度下以0.6～1.2mm/min的速度向下抽拉铸型，当抽拉距离达到长度要求时，停止抽拉和加热，降温后即得定向凝固合金构件。

2.根据权利要求1所述一种电磁冷坩埚复合陶瓷铸型的定向凝固方法，其特征在于步骤一(3)所述面层Y₂O₃粉的粒径为60～100目。

3.根据权利要求2所述一种电磁冷坩埚复合陶瓷铸型的定向凝固方法，其特征在于步骤二所述合金母锭为Ti-Al-Cr-Nb系TiAl基合金、高Nb-TiAl基合金或钛基合金。

4.根据权利要求3所述一种电磁冷坩埚复合陶瓷铸型的定向凝固方法，其特征在于步骤二所述定向凝固装置抽真空的真空度为0.05～1Pa，返充氩气气压为300Pa。