[发明专利]一种具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法

说明书

本发明公开了一种具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，属于燃气轮机透平叶片铸造精密用陶瓷型芯技术领域。本发明的一种具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，依次包括以下步骤：步骤1、制备陶瓷型芯浆料；步骤2、压制陶瓷型芯素坯，该陶瓷型芯素坯的薄弱连接部位采用石英玻璃棒；步骤3、陶瓷型芯素坯装钵与造型；步骤4、烧结陶瓷型芯；在步骤2与步骤3之间，还包括下述步骤：在石英玻璃棒外周包裹隔热层或/和易熔化层。采用本发明的方法使得在陶瓷型芯烧结过程中，石英玻璃棒被进行了局部隔热处理，从而极大减少甚至杜绝了因石英玻璃棒相变导致体积变化而产生的裂纹，提高了石英玻璃棒的强度。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷型芯的制造方法，特别是一种具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，属于燃气轮机透平叶片精密铸造用陶瓷型芯技术领域。

背景技术

在燃气轮机透平叶片精密铸造中，陶瓷型芯用于形成叶片内腔冷却通道。

通常，陶瓷型芯的制造方法包括下述步骤：

步骤A、制备陶瓷型芯浆料：将陶瓷型芯粉体和增塑剂在一定温度下加热搅拌，形成陶瓷型芯浆料；

步骤B、压制陶瓷型芯素坯：通过压芯机将陶瓷型芯浆料在一定温度、流量和压力下注射到陶瓷型芯模具中，形成陶瓷型芯素坯；

步骤C、陶瓷型芯素坯装钵与造型：将陶瓷型芯素坯埋入盛有填料的匣钵中，并在振动台上振实，完成造型。

步骤D、烧结陶瓷型芯素坯形成陶瓷型芯：将装有陶瓷型芯素坯的匣钵转移至烧结炉中，在一定的温度下烧结得到具有一定强度的陶瓷型芯。

由于燃气轮机透平叶片的结构特点，燃气轮机透平叶片精密铸造用的陶瓷型芯的一些薄弱部位因强度不够，在烧结过程和使用过程中都容易出现断裂的情况。薄弱部位主要有两类：第一类薄弱部位（即，薄边部位）为形成叶片空腔结构的薄边；第二类薄弱部位（即，薄弱连接部位）为起到连接作用的辅助加强筋或者形成叶片叶顶气膜孔的陶瓷细柱。对于第二类薄弱部位（薄弱连接部位）而言，现有技术的具体解决方法是：将用于形成陶瓷型芯薄弱连接部位的石英玻璃棒预放置到陶瓷型芯模具中，再将陶瓷型芯浆料注射到陶瓷型芯模具中，形成具有石英玻璃棒的陶瓷型芯素坯，即采用石英玻璃棒代替原陶瓷细柱形成连接结构，换而言之，陶瓷型芯素坯的薄弱连接部位采用石英玻璃棒，从而提高其连接强度，如图1和图2所示，陶瓷型芯素坯/陶瓷型芯包括陶瓷型芯本体1和石英玻璃棒11。

但是，这又带来了新的技术问题。由于石英玻璃棒的主要成分为无定型二氧化硅（非晶态），在陶瓷型芯烧结过程中，陶瓷型芯烧结温度正好处于石英玻璃棒高温相变温度范围内，石英玻璃棒中的无定型二氧化硅将会发生向高温方石英（α-方石英）转变的相变，同时体积增大；而在降温过程中，高温方石英（α-方石英）会发生向低温方石英转变（β-方石英）的相变，同时体积缩小。因相变体积变化将导致石英玻璃棒产生烧结裂纹，从而降低了陶瓷型芯在使用过程中的强度。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，采用本发明的方法使得在陶瓷型芯烧结过程中，石英玻璃棒被进行了局部隔热处理，使得石英玻璃棒的温度低于其固态相变温度点，减少了石英玻璃棒中无定型二氧化硅向高温方石英转变的程度，也就减少了陶瓷型芯烧结的降温过程中高温方石英向低温方石英转变的程度，从而极大减少甚至杜绝了因相变导致体积变化而产生的裂纹、提高了石英玻璃棒的强度。在使用陶瓷型芯的过程中，能够避免陶瓷型芯中的石英玻璃棒因强度不足而发生断裂的情况。

本发明采用的技术方案如下：

一种具有石英玻璃棒的陶瓷型芯的制造方法，依次包括以下步骤：

步骤1、制备陶瓷型芯浆料；

步骤2、压制陶瓷型芯素坯，该陶瓷型芯素坯的薄弱连接部位采用石英玻璃棒；

步骤3、陶瓷型芯素坯装钵与造型；