[发明专利]单晶高温合金叶片用陶瓷型壳的制备方法

说明书

本发明是关于一种单晶高温合金叶片用陶瓷型壳的制备方法，所述陶瓷型壳用于浇注成形高温合金叶片；所述制备方法包括如下步骤：1)对蜡模进行面层浆料涂挂，涂挂后再进行干燥处理，在蜡模上获得陶瓷型壳的第一面层；2)对第一面层进行N次背层浆料涂挂、干燥处理，在第一面层上获得陶瓷型壳的背层；在每一次背层浆料涂挂完成后，先在涂挂的背层浆料上撒上砂粒，再进行干燥处理；在第2次至第N‑1次中的至少一次涂挂的背层浆料上撒的砂粒为碳酸钙砂粒；3)对背层进行面层浆料涂挂，涂挂后再进行干燥处理，在背层上获得陶瓷型壳的第二面层；4)进行焙烧处理，得到陶瓷型壳。本发明主要用于制备一种能抑制与高温合金熔体之间的界面反应的陶瓷型壳。

技术领域

本发明涉及一种熔模铸造技术领域，特别是涉及一种单晶高温合金叶片用陶瓷型壳的制备方法。

背景技术

高温合金部件是航空发动机和工业燃气轮机中的关键部件，而高温合金部件的微观组织对发动机的效率起到非常关键的作用。随着发动机进气口温度的提升，单晶高温合金叶片(即，发动机叶片)的承温能力也越来越高。其中，在单晶高温合金叶片的制备过程中，由于高温熔融合金与陶瓷型壳及型芯材料的界面反应会使得铸件表面形成反应层或粘砂层等表面缺陷，从而降低了铸件的表面质量，最终影响服役过程中单晶高温合金叶片的性能。

由于单晶高温合金中含有如碳、钇、铪等活性元素，在高温条件下这些元素易与陶瓷型壳发生反应而形成显微疏松。因此，控制界面反应形成的显微疏松对提高铸件的表面质量、提升单晶高温合金叶片性能具有重要工程意义。

目前，主要是通过向定向凝固设备中充入惰性气体，降低设备的真空度的方法，来抑制高温合金熔体与陶瓷型壳之间的界面反应。但是，充入惰性气体的这种方法不利于真空系统

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单晶高温合金叶片用陶瓷型壳的制备方法，主要目的在于制备一种能抑制与高温合金熔体之间的界面反应的陶瓷型壳。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种单晶高温合金叶片用陶瓷型壳的制备方法，其中，所述陶瓷型壳用于浇注成形高温合金叶片，其中，所述陶瓷型壳的制备方法包括如下步骤：

1)对蜡模进行面层浆料涂挂，涂挂后再进行干燥处理，在蜡模上获得陶瓷型壳的第一面层；

2)对所述第一面层进行N次背层浆料涂挂、干燥处理，在第一面层上获得陶瓷型壳的背层；

其中，在每一次背层浆料涂挂完成后，先在涂挂的背层浆料上撒上砂粒，再进行干燥处理；

其中，所述N≥3；其中，当N等于3时：在第2次涂挂的背层浆料上撒的砂粒的材质为碳酸钙；当N大于3时：在第2次至第N-1次中的至少一次涂挂的背层浆料上撒的砂粒为碳酸钙砂粒；

3)对所述背层进行面层浆料涂挂，涂挂后再进行干燥处理，在所述背层上获得陶瓷型壳的第二面层；其中，所述第一面层和第二面层形成陶瓷型壳的面层；

4)脱蜡后，进行焙烧处理，得到陶瓷型壳。

优选的，当涂挂的背层浆料上撒的砂粒为碳酸钙砂粒时，在所撒的碳酸钙砂粒中放入多个塑料丝团；优选的，多个所述塑料丝团均匀地分布；优选的，多个所述塑料丝团之间的间距为5-10mm；优选的，所述塑料丝团是由塑料丝缠绕成直径为0.3-0.5mm的丝团。优选的，所述塑料丝团的材质为聚丙烯。

优选的，当涂挂的背层浆料上撒的砂粒为碳酸钙砂粒时：碳酸钙砂粒的纯度大于95％、粒度为100-150μm。

优选的，所述步骤2)中：在第1次、第N次涂挂的背层浆料上撒的砂粒为氧化铝砂粒；优选的，氧化铝砂粒的纯度大于95％、粒度为49-52μm。

优选的，所述步骤2)中：所述背层浆料的涂挂次数N满足：使陶瓷型壳的背层为6-8mm。