[发明专利]一种氧化物掺杂改性的Y2O3+YSZ耐高温型壳的制备方法

摘要

本发明涉及一种氧化物掺杂改性的Y₂O₃+YSZ耐高温型壳的制备方法，料浆由氧化钇和掺杂氧化物混合的粉末及钇溶胶配制而成。通过涂挂、撒砂、干燥并重复数次后脱蜡制成型壳，而后烧结成为最终品。本型壳或坩埚适于1500～2000℃高温下高活性合金和难熔金属的熔炼、精密铸造及定向凝固，具有界面反应小、退让性好、强度高、易成型、可根据实际的合金成分选择掺杂氧化物种类及掺杂含量的特点，相对纯氧化钇型壳更为经济且具有更好的工艺性及抗热震性。

主权项

一种氧化物掺杂改性的Y₂O₃+YSZ耐高温型壳的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、配制料浆：在钇溶胶中加入混合好的电熔氧化钇粉末和掺杂氧化物粉末，掺杂氧化物所占摩尔分数由权利要求3至权利要求10给出，搅拌均匀制成料浆；所述粉液比为1～3:1；所述掺杂氧化物粉末为CaO、La₂O₃、ZrO₂或MgO中的一种或多种；步骤2、制备型壳：将铸件形蜡模浸入料浆后取出，待蜡模表面料浆流平且不再下滴时进行撒砂，然后在室温及相对湿度50～70％条件下干燥；重复本过程4～9次后，再浸入料浆进行封浆，并充分干燥，具体过程为：第一次和第二次将铸件形蜡模浸入料浆得到型壳面层和临面层，此时的料浆的粉液比为2～3:1，撒砂为电熔氧化钇80～100目，干燥10～30h；后两次将铸件形蜡模浸入料浆得到背层和临背层，此时的料浆的粉液比为1～2:1，撒砂为钇稳定氧化锆YSZ16～36目，干燥10～30h；中间各次将铸件形蜡模浸入料浆得到中间层，料浆的粉液比为1.5～2.5:1，撒砂为体积分数各占50％的Y₂O₃和YSZ混合沙粒50～80目，干燥10～30h；最后的封浆料浆的粉液比为1～2:1，干燥20～40h。步骤3、型壳脱蜡：将步骤2封浆并干燥好的型壳置于450～550℃加热炉中脱蜡20～60min，然后随炉冷至室温；步骤4、型壳烧结：将步骤3脱蜡后的型壳置入烧结炉中进行烧结，烧结过程为：在500、900及1400℃分别保温30～60min，然后升温至烧结温度为1400～2000℃，保温时间为1～5h；步骤4中采用多段烧结工艺，在所确定的烧结温度1400～2000℃下，在20‑1000℃温度段的升温速率为5～10℃/min，在1000‑2000℃温度段的升温速率为1～5℃/min，并分别在500，900，1400℃保温30～60min。步骤5：烧结保温后随炉冷至300℃敞开炉门冷至室温，制备出氧化物掺杂改性的Y₂O₃+YSZ耐高温型壳。