[发明专利]一种梯度空心陶瓷型芯及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

预备步骤：按照质量百分比称量以下组分：电熔石英65％～75％；锆英10～30％；白石蜡5-30％；邻苯二甲酸二乙酯0.5-5％；蜂蜡0.5-5％；聚乙烯0.05-1％；油酸0.05-1％；5-10％耐高温硅溶胶，合计100％；从电熔石英总量中分出10％制备方电熔石英、分出10％制备耐火材料，剩余的80％电熔石英用于制备电熔石英粉末；

步骤1：制备热塑性陶瓷浆料

1.1)将白石蜡、邻苯二甲酸二乙酯、蜂蜡、聚乙烯放入搅拌机中，升温至50-200℃，待其完全融化后制作蜡芯；

1.2)取电熔石英粉末、锆英粉末及方电熔石英，将该三种原料依次放入球磨罐中进行球磨，将混合粉体置入烘箱中在100-300℃条件下干燥0.5-5h；将烘箱中的混合粉体取出，并与融化好的塑化剂和油酸混合均匀；控制搅拌转速为100-600r/min，搅拌5-20h，得到热塑性陶瓷浆料；使用5-10％耐高温硅溶胶作为粘结剂使得陶瓷型芯每层梯度结构致密；

步骤2：热压注，得到成型的陶瓷型芯坯体

将热塑性陶瓷浆料，在表层挤入300～600目粒径的耐火材料预成型，使用陶瓷型芯高压压注机进行压制工序，放入热压注成型机的料桶中，在50-200℃下加热至熔融态后进行压注，采用油酸作为脱模剂进行压注；将刚出模的湿态型芯，在湿态情况下，放入校正胎具中，用压力机加压，进行尺寸校正，得到陶瓷型芯坯体；

步骤3：烧结加热固化成型

将制备好的陶瓷型芯坯体装入陶瓷槽中，在不同组分对应的熔点进行分梯度升温及保温，保温时间根据组分含量不同有所差异，得到梯度空心陶瓷型芯，即成。

2.根据权利要求1所述的梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤1.2)中，加入直径5-30mm的氧化锆小球，且三种原料与氧化锆小球的质量比为3：2，在室温下充分球磨0.5-5h。

3.根据权利要求1所述的梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤2中，压注压力为0.5-5MPa，保压时间5-50s，压注温度为室温。

4.根据权利要求1所述的梯度空心陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤3中，分梯度升温及保温的具体过程是，保持升温速度为120-200℃/h，且每连续升温1h后保温10-20min；当温度升至600℃时，保温2h，使陶瓷型芯中“蜡芯”完全脱除变成空心梯度结构；当升温至1400℃达到最终烧结温度，保温烧结4h；随后按照100℃/h的速度冷却至200-500℃后，再随炉冷却直至室温时取出。