[发明专利]用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法。

 

背景技术

    钛和钛合金由于具有密度小，比强度高，耐腐蚀等一系列优异的特性，被广泛地应用于航空航天工业、能源工业、海上运输工业、化学工业等方面。但是钛和钛合金在高温下具有很高的化学活性，要与常用的各种耐火材料发生化学反应。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法。

本发明提供的用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法，包括以下步骤：

（1）涂料的制备：在磨细的、过325目筛的耐高温化合物粉料中加入粘结剂，并用搅拌器不断搅拌；加入水或有机溶剂作为稀释剂，控制涂料浆的粘度为10～40S；耐高温化合物为氧化硼或氮化硼与氧化钇、氧化锆、氧化钛、氧化钛、氮化钛、氧化铝中的任一种组成的混合物；粘结剂为二醋酸锆、碳酸锆胺、硅溶胶、钇溶胶中的任一种；耐高温化合物材料与粘结剂的重量配比为1：1～3：1；

（2）型壳的制备：将蜡模浸入上述配制好的涂料浆中，稍等片刻，让涂料均匀地涂挂在蜡模上后，进行撒砂，即将氮化硼干粉均匀地撒在涂挂了涂料的蜡模上、撒砂过程1～2次：然后再进行背层涂料；背层涂料所用的粘结剂为硅酸乙酯或硅溶胶，所用的填料为莫来石细粉，将该背层涂料浆料覆于上述涂层蜡模的外层，随后再用较粗的莫来石粉粒进行撒砂；背层涂料按此操作重复3～5次；最终形成涂层的总厚度为3～10mm；

（3）将上述具有多层涂层的蜡模进行干燥，待干燥硬化后，脱除蜡模，形成型壳；

（4）将脱除蜡模的型壳放入烧结炉中在含氮气氛下焙烧，焙烧温度为900～1100⁰C，烧结1～2小时后，保温于300⁰C：1～2小时，随后随炉冷却至室温，最终制成用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳。

本发明提供的用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法，其有益效果在于，氮化硼陶瓷型壳与钛及钛合金反应程度小，铸件表面形成α粘污层厚度小；氮化硼陶瓷型壳的强度高，铸件表面的光洁度高；含有氮化硼的涂料性能稳定，不易胶凝，有利于陶瓷型壳的成型。

 

具体实施方式

下面结合一个实施例，对本发明提供的用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法进行详细的说明。

实施例

本实施例的用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法，包括以下步骤：

（1）涂料的制备：在磨细的、过325目筛的氮化硼粉料中加入粘结剂，并用搅拌器不断搅拌；加入水或有机溶剂作为稀释剂，控制涂料浆的粘度为30S；耐高温化合物材料与粘结剂的重量配比为3：1；

（2）型壳的制备：将蜡模浸入上述配制好的涂料浆中，稍等片刻，让涂料均匀地涂挂在蜡模上后，进行撒砂，即将氮化硼干粉均匀地撒在涂挂了涂料的蜡模上、撒砂过程1～2次：然后再进行背层涂料；背层涂料所用的粘结剂为硅酸乙酯或硅溶胶，所用的填料为莫来石细粉，将该背层涂料浆料覆于上述涂层蜡模的外层，随后再用较粗的莫来石粉粒进行撒砂；背层涂料按此操作重复3次；最终形成涂层的总厚度为5mm；

（3）将上述具有多层涂层的蜡模进行干燥，待干燥硬化后，脱除蜡模，形成型壳；

将脱除蜡模的型壳放入烧结炉中在含氮气氛下焙烧，焙烧温度为1000⁰C，烧结1小时后，保温于300⁰C：2小时，随后随炉冷却至室温，最终制成用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳。