[发明专利]一种尖晶石-镁基陶瓷型芯及其制备方法

说明书

一种尖晶石‑镁基陶瓷型芯及其制备方法，属于精密铸造领域的陶瓷型芯制备领域。该尖晶石‑镁基陶瓷型芯，其原料包括粉末原料和粘结剂，粉末原料由以下成分组成，各个成分的质量百分比为：尖晶石粉末为50％～90％，氧化锆粉末为0％～30％，二氧化钛粉末为0％～5％，余量为氧化镁粉末；粘结剂的质量占粉末原料的质量百分比为15％～25％。该尖晶石‑镁基陶瓷型芯的制备方法为：按配比混合粉料，配置粘结剂，将预热混合粉料和粘结剂混合制备浆料，将浆料采用热压注成型法模压成型，进行烧结制得。该尖晶石‑镁基陶瓷型芯具有强度高、收缩率小、易脱除的优点，同时提高了抗热震性。

技术领域

本发明属于精密铸造领域的陶瓷型芯制备工艺技术领域，尤其涉及一种尖晶石-镁基陶瓷型芯及其制备方法。

背景技术

现如今，陶瓷型芯是形成近净成形熔模精密铸造铸件复杂内腔的关键部分。借助陶瓷型芯可以获得特定内腔形状的精铸件，并与型壳共同保证精铸件壁厚的尺寸精度，铸件浇铸完成后，通过机械或化学溶蚀将陶瓷型芯从铸件中脱除。陶瓷型芯在熔模铸造中有着不可替代的作用。

现在，精密铸造用陶瓷型芯有硅基、铝基和镁基等，现多以硅基为主，但硅基陶瓷型芯熔点较低浇铸温度不宜超过1650℃，而且易与浇注合金中的活性元素发生反应，制备与使用过程发生的相变影响其尺寸稳定性。铝基陶瓷型芯，虽然使用温度较高，但其脱芯工艺复杂(高压、强酸或强碱条件)，污染环境还会腐蚀合金材料。镁基陶瓷型芯具有抗弯强度高、易溶于弱酸的优势，但存在烧结收缩率太高、抗热震性差的难题。

而现有公开的掺杂有氧化镁的陶瓷型芯，有的以金属氧化物为主晶相，加入氧化镁晶须提高制品抗压强度和抗冲击强度，降低烧结温度；还有技术中，在氧化镁陶瓷型芯中加入氧化铝作为矿化剂，提高了使用温度，或者加入二氧化钛为矿化剂，促进了型芯烧结，但是，上述技术并没有解决烧结收缩率太高、抗热震性差的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种尖晶石-镁基陶瓷型芯及其制备方法，该尖晶石-镁基陶瓷型芯具有强度高、收缩率小、易脱除的优点。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种尖晶石-镁基陶瓷型芯，其原料包括粉末原料和粘结剂，粉末原料由以下成分组成，各个成分的质量百分比为：尖晶石粉末为50％～90％，氧化锆粉末为0％～30％，二氧化钛粉末为0％～5％，余量为氧化镁粉末；

粘结剂的质量占粉末原料的质量百分比为15％～25％。

作为优选，所述的尖晶石粉末为镁铝尖晶石和/或镁铬尖晶石。

一种尖晶石-镁基陶瓷型芯，其室温三点抗弯强度为10～40MPa，烧结收缩率为0.7％～3％，乙酸脱除相对溶出率为50％～80％。

所述的尖晶石-镁基陶瓷型芯，其使用温度为1600～1950℃，抗热震循环次数15～30次。

所述的氧化镁粉末的粒径优选为4～10μm。

所述的尖晶石粉末的粒径优选为10～30μm。

所述的氧化锆的粒径优选为10～20μm。

所述的二氧化钛的质量百分比优选为1％～5％，二氧化钛的粒径优选为4～10μm。

所述的粘结剂，包括以下成分及各个成分的质量百分比为：石蜡为90％～95％，蜂蜡为3％～8％，聚乙烯为1％～5％。

一种尖晶石-镁基陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：混料

按尖晶石-镁基陶瓷型芯的原料配比称量原料，采用湿法，混合均匀，蒸干溶剂，得到混合粉料；

步骤2：粘结剂制备