[发明专利]一种定制化增强陶瓷铸型型芯抗蠕变性能的方法

说明书

本发明公开了一种定制化增强陶瓷铸型型芯抗蠕变性能的方法，属于光固化成型技术快速铸造领域。包括步骤：包括：1)利用UG软件设计树脂模具原型，并用光固化快速成型技术制造出光固化树脂模具2)在树脂模具中穿入特定的陶瓷棒或陶瓷纤维3)设计了凝胶注模陶瓷浆料配方，利用凝胶注模成型工艺实现陶瓷型壳坯体的成型。4)陶瓷铸型坯体真空冷冻干燥后，焙烧将树脂原型烧失掉后，便获得完整的一体化陶瓷铸型。本方法的冷冻干燥和焙烧过程能够提高型芯的抗变形能力，陶瓷棒和陶瓷纤维可以提高型芯的韧性和强度，通过定制化制造增强了陶瓷铸型型芯的抗蠕变性能，适用于实际生产。

技术领域

本发明属于基于光固化成型技术的快速铸造领域，具体涉及一种定制化增强陶瓷铸型型芯抗蠕变性能的方法。

背景技术

快速成型技术是80年代末发展起来的新一代制造技术，光固化成型技术是快速成型技术中最成熟、成型精度最高的方法，它是采用光固化树脂材料，利用三维平板印刷方法制造原型，可以成型任意复杂形状的零件原型。光固化成型技术与传统的熔模铸造工艺相结合可以大大缩短熔模制备所需时间，并且省去了为制备蜡模而制造模具所耗费的时间和成本。通过光固化成型复杂的模具，再通过凝胶注模技术浇注陶瓷浆料，经过冷冻、干燥和烧结得到整体式空心涡轮叶片陶瓷模型。

传统的方法通过在陶瓷浆料中加入碳纤维，来提高芯型的强度，但这只是提高局部的强度，而且会影响铸型内腔的表面粗糙度。同样，传统的方法没有针对特定的陶瓷材料和铸型形状采用特定的方案。所以，探究一种定制化制造增强陶瓷铸型型芯抗蠕变性能的方法尤为重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种定制化增强陶瓷铸型型芯抗蠕变性能的方法，该方法设计合理，通过定制化制造增强了陶瓷铸型型芯的抗蠕变性能，适用于实际生产。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种定制化增强陶瓷铸型型芯抗蠕变性能的方法，包括以下步骤：

1)利用UG软件设计树脂模具原型：

对于上下直通的型芯，在型芯的底部设计固定孔；对于非上下直通的弯曲型芯，在型芯底部和顶部对应设计固定孔；然后结合光固化快速成型法成型出带有固定孔的树脂模具原型；

2)选用并插入陶瓷棒/陶瓷纤维

对于上下直通的型芯，在型芯底部的固定孔中插入陶瓷棒；对于非上下直通的弯曲型芯，将陶瓷纤维弯曲后固定在型芯底部和顶部的固定孔中；

3)制备陶瓷浆料并浇注

制备凝胶注模用陶瓷浆料，利用凝胶注模成型工艺将陶瓷浆料灌注到经步骤2)处理后的树脂模具原型中，实现陶瓷铸型坯体的成型；

4)成型后处理

将成型陶瓷铸型坯体真空冷冻干燥后，焙烧除去树脂原型，再经高温烧结强化陶瓷铸型，获得完整的一体化陶瓷铸型。

优选地，所述固定孔的大小由型芯的直径确定，固定孔直径为型芯直径的1/10～1/5,此直径的陶瓷棒或陶瓷纤维可以最大限度发挥其作用。

优选地，所述的陶瓷棒为碳化硅陶瓷棒、氧化钇陶瓷棒、氧化锆陶瓷棒、氧化铝陶瓷棒和氧化硅陶瓷棒的一种或几种。

优选地，所述的陶瓷纤维为氧化铝纤维和/或碳化硅纤维。

优选地，所述的陶瓷浆料的基体材料为碳化硅陶瓷、氧化钇陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷或氧化硅陶瓷。

优选地，陶瓷铸型采用与基体材料匹配的陶瓷棒或陶瓷纤维增强抗蠕变性能，且陶瓷棒或陶瓷纤维与基体材料具有相同的热膨胀系数。