[发明专利]MgO-SrZrO3复合型壳、应用及其制备方法

摘要

本发明公开了一种MgO‑SrZrO₃复合型壳、应用及其制备方法，本发明复合型壳的面层材料为SrZrO₃，背层材料为氧化镁。本发明复合型壳与高活性金反应程度小，铸件表面形成的粘污层厚度小；以氧化镁为背层锆酸锶陶瓷型壳的强度高，铸件表面的光洁度高；含有锆酸锶的涂料稳定不易胶凝，悬浮性好，保存时间长。本发明所提供的型壳与石墨、CaO、ZrO₂、Al₂O₃等普通型壳相比，可以降低高活性合金在精密铸造及定向凝固过程中与型壳材料的界面反应程度，铸件表面的光洁度高，获得更理想的柱状晶或单晶定向凝固组织，适合在高活性合金精密铸造及定向凝固式样和单晶式样制备过程中的应用，具有重要的产业价值。

主权项

1.一种MgO‑SrZrO₃复合型壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a. 锆酸锶原料的预处理：型壳面层耐火材料SrZrO₃经电熔造粒处理后，再经过分筛，分筛后得到两种类型的粉料：粒度小于200目的和粒度介于80‑120目的，其中粒度小于200目的粉料用于配置面层浆料，粒度在80‑120目的用于面层撒砂骨料；b. 型壳面层浆料的配制：以组分重量百分比进行计量，所述型壳的面层材料的涂料原料配方主要为：SrZrO₃为95‑65%，面层粘结剂为5‑35%；将涂料原料配制成SrZrO₃浆液，在所述步骤a中，作为原料的所述SrZrO₃的粒径为小于200目，SrZrO₃浆液的具体制备过程为：首先将面层粘结剂倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将SrZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，控制粘度在15~65s之间，得到型壳面层浆料；c. 型壳背层浆料的配制：以组分重量百分比进行计量，所述型壳的背层涂料原料配方主要为：MgO为95‑65%，背层粘结剂为5‑35%；将涂料原料配制成MgO浆液，所述MgO浆液采用MgO的平均粒径为小于120目，MgO浆液的具体制备过程为：首先将背层粘结剂倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将MgO粉体粉料逐步倒入浆料桶中继续进行搅拌，控制粘度在10~20s之间，得到型壳背层浆料；d. 复合型壳预制体的制备：在所述步骤b中的浆料制备好后，首先采用浸涂方法，将蜡模浸入粘度为15~65s的型壳面层浆料中进行浸涂，再取出来对蜡型进行控浆，待多余的型壳面层浆料流淌下来之后，使面层浆料均匀地涂挂在蜡模上，然后用粒径为80~120目的SrZrO₃骨料粉体进行表面均匀撒砂，撒在蜡模表面涂挂的面层涂料膜上，然后待面层涂料膜充分干燥和硬化后，再重复1‑2次上述面层浆料浸涂和面层涂料膜固化步骤，使结合于蜡型上的型壳面层干燥固化；然后继续采用浸涂方法或者采用涂覆方法制备背层，当采用浸涂方法时，将结合型壳面层的蜡型组合体放入到在所述步骤c中制备的粘度为10~20s的型壳背层浆料中进行浸涂，再取出来对蜡型进行控浆，待多余的型壳背层浆料流淌下来之后，使背层涂料均匀地涂挂在与蜡模结合的型壳面层上，然后用粒径为不小于20目的MgO骨料粉体进行表面均匀撒砂，撒在蜡模外表面涂挂的背层涂料膜上，然后待背层涂料膜充分干燥和硬化后，再重复2‑3次上述背层浆料浸涂和背层涂料膜固化步骤，使结合于蜡型外部的型壳背层干燥固化，即形成依次由背层和面层组成MgO‑SrZrO₃复合型壳预制体；e. 型壳的脱蜡：采用高压蒸汽脱蜡方法或微波脱蜡方法，完成对所述步骤d中制备的MgO‑SrZrO₃复合型壳和蜡型的组合体脱蜡处理过程，得到MgO‑SrZrO₃复合型壳素坯；f. 复合型壳的焙烧：将在所述步骤e中制备的已脱蜡的MgO‑SrZrO₃复合型壳素坯放入焙烧炉中在保护气氛中烧结，控制烧结温度为1150~1250℃，烧结至少1小时，然后于不高于300℃下保温2~3小时，再进行随炉冷却至室温，最终得到MgO‑SrZrO₃复合型壳成品，面层材料主要由面层填料和面层粘结剂组成，所述面层填料为SrZrO₃，所述SrZrO₃为小于200目的粉末颗粒，所述面层粘结剂为不与高活性金属熔体反应的粘结剂，所述面层材料的配比为：按照组分质量百分比，面层填料为65‑95%，面层粘结剂为5‑35%；所述背层材料由背层粘结剂和背层填料组成，所述背层填料为MgO，所述MgO为小于120目的粉末颗粒，所述背层材料的配比为：按照组分质量百分比，背层填料为65‑95%，背层粘结剂为5‑35%；所述面层粘结剂为醋酸锆、二醋酸锆和钇溶胶中的任意一种粘结剂或任意几种的混合粘结剂；MgO‑SrZrO₃复合型壳用于高活性合金精密铸造与定向凝固。