[发明专利]一种SLS/CVI制备高强度耐高温SiC陶瓷轮机叶轮的方法

摘要

一种SLS/CVI制备高强度耐高温SiC陶瓷轮机叶轮的方法，它涉及一种制备SiC陶瓷轮机叶轮的方法。本发明是为了目前3D打印技术制备的SiC陶瓷强度低和致密度低的技术问题。本发明：一、建轮机叶轮的三维模型；二、三维模型的分层处理；三、制备陶瓷粉末；四、层层打印，制备陶瓷坯体；五、清除多余粉末；六、热固化；七、脱脂；八、化学气相渗透致密化。本发明设计了SLS与CVI法相结合的工艺，工艺简单、材料设备成本低，并且制备周期短，余料可以再次利用，致密度高，强度高，且不受陶瓷颗粒种类和零件形状的限制，可制备各种高强度耐高温的陶瓷部件。本发明应用于制备SiC陶瓷轮机叶轮。

主权项

一种SLS/CVI制备高强度耐高温SiC陶瓷轮机叶轮的方法，其特征在于SLS/CVI制备高强度耐高温SiC陶瓷轮机叶轮的方法是按以下步骤进行的：一、用计算机构建轮机叶轮的三维模型，然后将三维模型转换为STL格式文件；二、将步骤一的STL格式文件导入SLS的3D打印机，通过SLS的3D打印机的分层处理软件对三维模型进行分层处理；三、将SiC粉末和树脂粉末加入混合机中混合8h～24h，得到粒径均匀的陶瓷粉末；所述的树脂粉末和SiC粉末的质量比为1:(15～20)；四、将步骤三得到的粒径均匀的陶瓷粉末加入到步骤二的SLS的3D打印机的料筒中，铺平粉末，然后将SLS的3D打印机的工作箱加热至温度为40℃～45℃，通过SLS的3D打印机的激光头根据步骤二的分层处理得到的数据由下至上层层打印，得到陶瓷坯体；所述的层层打印中每层的厚度为0.05mm～0.2mm；五、打开3D打印机的工作箱门，在室温下静置20min～60min，取出陶瓷坯体后清除多余粉末；六、将步骤五清除多余粉末后的陶瓷坯体用玻璃珠包埋，然后放入恒温干燥箱中，在温度为200℃的条件下热固化3h，自然冷却至室温，清理掉陶瓷坯体表面的玻璃珠；七、将步骤六中清理掉玻璃珠后的陶瓷坯体用SiC颗粒包埋，放入高温真空炉进行脱脂，自然冷却至室温，得到SiC陶瓷轮机叶轮；所述的脱脂的温度为600～800℃，保温时间为30min～60min；八、将步骤七得到的SiC陶瓷轮机叶轮进行化学气相渗透致密化60h～80h，自然冷却至室温，得到高强度耐高温SiC陶瓷轮机叶轮；所述的化学气相渗透致密化的过程为：将步骤七得到的SiC陶瓷轮机叶轮放入气相沉积炉中，然后通入反应气体进行沉积，沉积温度为1050℃～1100℃，炉压为1KPa～20KPa；所述的反应气体为H2和三氯甲基硅烷的混合气体，H2和三氯甲基硅烷的摩尔比为1～10。