[发明专利]一种水溶性陶瓷型芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性陶瓷型芯，所述水溶性陶瓷型芯主要由85‑120重量份的石英玻璃和22‑45重量份的水溶性无机盐制成。所述的水溶性陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：取石英玻璃和水溶性无机盐干燥，按比例研磨混合，然后压制成型，脱模，得到坯体，最后将坯体埋入填料，程序升温，高温煅烧，即得。相对于现有技术，本发明采用石英玻璃粉加水溶性无机盐的组合，成分简单，易于通过控制成型以及烧结工艺来达到改变其综合性质的目的。此外，与现有水溶性型芯相比，显著减少盐的用量，改善了型芯的成形和使用性能。

技术领域

本发明涉及一种水溶性陶瓷型芯及其制备方法，属于陶瓷型芯技术领域。

背景技术

随着汽车、船舶、兵器及宇航工业的发展，精密铸件的应用日益广泛，对于一些具有复杂结构内腔的负载件和结构件的性能要求逐步提高，这对铸造提出了更高的要求。比如飞机导流器、增压器叶轮、机匣体、波导管等。形成复杂内腔或通道的关键是研制适用于铸件整体近净成形所需的型芯材料，其性能及工程可靠性直接影响到精铸件的合格率、铸造成本和产品质量。

绝大多数熔模精密铸件的内腔结构，是与外形一起通过涂挂涂料、撒型砂、干燥等工艺整体形成。但当铸件内腔过于窄小或形状比较复杂时，内腔在生产中无法与外形一起形成，必须借助预先制备的陶瓷型芯。对于这类陶瓷型芯，内腔结构的复杂性决定了其不能用常规生产的型芯材料制备，也不能用常规生产的机械方法脱除。可溶性型芯技术是解决这类具有复杂内腔及弯曲孔道铸件成形问题的关键。根据去除型芯所用脱芯液的种类，可溶性型芯主要可以分为两种类型：一种是水溶性可溶性型芯，另一种是非水溶性可溶型芯，也称为化学溶解型芯。所谓水溶性可溶芯就是指以室温水或者热水作为脱芯液，型芯遇水溃散或者辅助以机械外力脱除型芯。非水溶性可溶芯就是以酸或者碱作为脱芯液，由于组成型芯的成分中有部分可以与酸或者碱反应生成可溶性产物，从而使型芯溃散脱除，故也称化学溶解型芯。

目前，在高温合金中应用的硅基、铝基陶瓷型芯，通常应用碱溶液腐蚀脱除。而铝、镁合金由于化学活性高，不能用碱液腐蚀的方法，但根据此类合金浇注温度低的特点，可以采用能在水中自行溃散的水溶性型芯。使用较广泛的水溶性型芯有水溶性盐芯、以水溶性盐为主体的水溶性型芯和以耐火材料为主体的水溶性陶瓷型芯，水溶性盐芯存在强度低、耐热性差和易脆性等不足，使其在精密铸造中的应用受到较多的限制。以水溶性无机盐作为主体并添加少量耐火材料制备型芯，可以在一定程度上改善盐芯脆性过大的问题，但由于成形过程中收缩较大，制备复杂型芯时受到一定的制约。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种水溶性陶瓷型芯及其制备方法。本发明采用水溶性盐作为型芯的粘结剂，通过烧结使型芯达到良好的综合性能。

技术方案：为达到上述发明目的，发明提供如下技术方案：

一种水溶性陶瓷型芯，所述水溶性陶瓷型芯主要由85-120重量份的石英玻璃和22-45重量份的水溶性无机盐制成。

作为优选：

所述石英玻璃为粉末状，其粒度为240目。

所述水溶性无机盐选自K₂CO₃、Na₂CO₃，或两者任意比例的混合，进一步优选K₂CO₃。

所述的水溶性陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：

取石英玻璃和水溶性无机盐干燥，按比例研磨混合，然后压制成型，脱模，得到坯体，最后将坯体埋入填料，程序升温，高温煅烧，即得。

作为优选：

所述干燥条件为：温度100℃-110℃，时间1.5h-3h。

所述研磨混合采用球磨机，工作参数为：350r/min-400r/min的转速下球磨1.5h-3h。