[发明专利]一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法

说明书

本发明的目的在于提供一种叶片类陶瓷型芯烧结变形量的简易测试方法，用于指导空心叶片陶瓷型芯的烧结制备，满足工业生产的需要，具体为：采用开放式S型陶瓷型芯检测陶瓷型芯烧结变形程度，烧结后的型芯长度与素坯长度之间的差值即为长度方向的变形量，烧结后的型芯宽度与素坯宽度之间的差值即为宽度方向的变形量，该种方法能够准确表征航空及地面燃气轮机涡轮叶片用陶瓷型芯材料的烧结变形程度。

技术领域

本发明属于高温合金技术领域，特别涉及陶瓷型芯材料烧结变形的测试方法。

背景技术

随着航空及地面燃气轮机的发展，对涡轮叶片承温能力的要求也越来越高。为了使叶片适应不断提高的使用温度，必须采用空心冷却结构。一般，空心叶片的内腔采用陶瓷型芯来形成。目前，常用的陶瓷型芯有两大类，二氧化硅基陶瓷型芯和氧化铝基陶瓷型芯。这些陶瓷型芯通常采用粉末注射成型+高温烧结工艺制备。生产中发现，几乎所有的陶瓷型芯都存在一定的变形，特别是空心叶片类陶瓷型芯具有空间弯曲片状结构，其长度与宽度方向的变形量更大且偏向型芯外展方向，而厚度方向的尺寸较小其变形量相对也较小，通常可不考虑。若厚度尺寸较大时可参照宽度方向变形情况。陶瓷型芯烧结后的变形量通常采用模具检具、三坐标测量、激光测量等单件检测，工作量大效率低，同时型芯个体差别大，检测数据尚不能准确表征型芯材料烧结变形程度。

因此，如何检测叶片类型芯材料长、宽方向的烧结变形程度有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶片类陶瓷型芯烧结变形量的简易测试方法，用于指导空心叶片陶瓷型芯的烧结制备，满足工业生产的需要。

本发明技术方案如下：

一种陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于：采用开放式S型陶瓷型芯检测陶瓷型芯烧结变形程度，S型结构见图1。烧结后的型芯长度与素坯长度之间的差值即为长度方向的变形量，烧结后的型芯宽度与素坯宽度之间的差值即为宽度方向的变形量，该种方法能够准确表征航空及地面燃气轮机涡轮叶片用陶瓷型芯材料的烧结变形程度。

本发明中，开放式S型陶瓷型芯的整体长度a为50-200毫米；整体底部宽度b为30-100毫米；整体顶部宽度c为20-100毫米；S型陶瓷型芯横截面长度m与宽度n之间比例为2:1-3:1，横截面长度m为5-20毫米。

本发明中，陶瓷型芯烧结炉的升温速度为5-10℃/分钟，烧结温度为1200-1400℃，保温时间为1-10小时，然后断电随炉冷却。

本发明中，烧结后的陶瓷型芯采用游标卡尺测量其具体尺寸；然后计算检测样件的长度与宽度方向(底部与顶部)的尺寸变化率，即得到陶瓷型芯材料的表征变形程度值。

本发明中，所述陶瓷型芯为氧化铝基或二氧化硅基陶瓷型芯。

本发明所述陶瓷型芯烧结变形量的检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)、采用与陶瓷型芯长宽一致的尺寸设计开放式S型陶瓷型芯素坯；

2)、制备S型陶瓷型芯模具；

3)、制备S型陶瓷型芯素坯；

4)、将S型陶瓷型芯素坯进行烧结，烧结炉的升温速度为5-10℃/分钟，烧结温度为1200-1400℃，保温时间为1-10小时，然后断电随炉冷却；

5)、测量S型陶瓷型芯烧结后长度及底部与顶部的宽度尺寸；

6)、将烧结后的尺寸数据与陶瓷型芯素坯尺寸数据进行对比，计算出型芯长、宽(底部与顶部)方向上的变形量。

附图说明

图1 S型陶瓷型芯素坯结构。

图2 S型陶瓷型芯成品照片。

具体实施方式

实施例1