[发明专利]用于铸造空心涡轮叶片的陶瓷模具的制作方法

摘要

本发明提供一种用于铸造空心涡轮叶片的陶瓷模具的制作方法，包括配置固体粉料；配制固含量为56～60%的陶瓷浆料；通过凝胶铸模工艺将该陶瓷浆料制造成空心涡轮叶片的陶瓷铸型坯体；采用中和度为45～65%的磷酸二氢铝水溶液浸渍该陶瓷铸型坯体浸渍时间为30min；将浸渍后的陶瓷铸型坯体真空冷冻干燥，并在1250℃预先烧结5小时；将预先烧结后的陶瓷铸型置于化学气相渗透装置中，将化学气相渗透装置抽真空，控制压强在100Pa内，然后在5小时内将温度升至1450～1550℃进行保温处理，同时炉内通入硅源前驱体，制得化学气相渗透后的陶瓷模具。本发明可以解决现有技术中陶瓷模具的弯曲强度与孔隙透气率兼顾的问题。

主权项

1.一种用于铸造空心涡轮叶片的陶瓷模具的制作方法，其特征在于，该陶瓷模具的制作方法包括以下步骤：（1）配置固体粉料，该固体粉料由以下物质组成：质量百分比为56～72%的粒径为23～27μm的氧化铝，质量百分比为12～15%的粒径为4～6μm的氧化铝，质量百分比为3～4%的氧化镁，质量百分比为5～7%的氧化钇，质量百分比为8～18%的氧化铝纤维，其中该氧化铝纤维的直径为8～10μm，长度为0.5～2.0mm，该氧化铝纤维由氧化铝以及二氧化硅组成，且该氧化铝纤维的纯度大于95%；（2）将丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺混合后加去离子水，搅拌溶解，配制成有机物质量浓度为15%的预混液；并将固体粉料加入到该预混液中，充分搅拌、分散，并调节pH 为10～11，配制成固含量为56～60%的陶瓷浆料；（3）通过凝胶铸模工艺将该陶瓷浆料制造成空心涡轮叶片的陶瓷铸型坯体；（4）采用中和度为45～65%的磷酸二氢铝水溶液浸渍该陶瓷铸型坯体浸渍时间为30min；（5）将浸渍后的陶瓷铸型坯体在真空度小于20Pa的条件下真空冷冻干燥，并在1250℃预先烧结5小时；（6）将预先烧结后的陶瓷铸型置于化学气相渗透装置中，将化学气相渗透装置抽真空，控制压强在100Pa内，然后在5小时内将温度升至1450～1550℃进行保温处理，保温开始通入氢气和氩气进入反应室，稳定化学气相渗透真空装置中压强在3000Pa±100Pa内，同时炉内通入硅源前驱体，硅源前驱体发生热解反应，热解反应产物在多孔氧化铝基陶瓷铸型上发生渗透，渗透结束后，停止通氢气，抽真空，随炉冷却降温，制得化学气相渗透后的陶瓷模具。