[发明专利]一种力学性能优良硅基陶瓷型芯补强方法

说明书

本发明属于硅基陶瓷型芯制备技术领域，尤其为一种力学性能优良硅基陶瓷型芯，由如下重量份数的原料配比而成：多孔石英玻璃粉30～50％、莫来石矿化剂10～15％、增塑剂18～22％、碳化硅晶须10～15％、氧化硅5～10％、金属氧化物溶胶1～5％、硅树脂强化剂3～5％、余量为碳化硅粉末；本发明在硅基陶瓷型芯表面预喷涂一层金属氧化物溶胶结合在真空条件下将硅树脂强化剂渗入硅基陶瓷型芯中，还通过碳化硅氧化复合及多孔石英玻璃粉为核心骨架的连接支撑，补强的陶瓷型芯具有优异的物理性能，可以提高产品的耐高温、抗冲击、耐高温寿命等性能，能够获得具有致密内部结构和高强度、高稳定性的碳化物及氮化物外层增韧补强的优良陶瓷型芯。

技术领域

本发明属于硅基陶瓷型芯制备技术领域，具体涉及一种力学性能优良硅基陶瓷型芯补强方法。

背景技术

陶瓷型芯是熔模铸造工艺中使用的一种陶瓷型芯的简称，作为形成铸件空腔的转接体，其作用是：形成铸件的内腔结构，与外型模及模壳共同保证铸件对空腔的尺寸精度要求。陶瓷型芯通常用于形成形状复杂或不易成形的铸件的型腔，作为简化工艺难度降低成本提高制品合格率的一种特殊的工艺手段，硅基陶瓷型芯具有膨胀系数小、优良的抗急冷急热能力、机械强度高、化学稳定性好和脱芯方便等优点，广泛应用在空心涡轮叶片、航空发动机及工业燃机叶片、汽轮机空心叶片等制造领域。

现有的陶瓷型芯在浇注定向及单晶空心叶片时，由于高温性能较差而时常发生变形甚至断裂，严重影响了叶片的成品率，而硅基陶瓷型芯的质量会对涡轮叶片的质量和发动机的性能产生重大的影响。

本技术领域人员提出了一种力学性能优良硅基陶瓷型芯补强方法，以解决上述背景中提出的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种力学性能优良硅基陶瓷型芯补强方法，力学性能优良、具有优良的机械性能、耐热性及抗高温氧化性，具有较强的增强、增韧效果，大幅度提高制品的抗弯曲强度和抗冲击强度的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种力学性能优良硅基陶瓷型芯，由如下重量份数的原料配比而成：多孔石英玻璃粉30～50％、莫来石矿化剂10～15％、增塑剂18～22％、碳化硅晶须10～15％、氧化硅5～10％、金属氧化物溶胶1～5％、硅树脂强化剂3～5％、余量为碳化硅粉末。

优选的，所述强化剂为甲基苯基硅树脂，其固体含量为45％。

优选的，所述增塑剂是11～14％的蜂蜡、3～5％的聚乙烯、其余为石蜡的混合物。

优选的，所述石英玻璃粉的粒度在190～230目之间。

优选的，所述莫来石矿化剂的粒度为280～310目。

一种力学性能优良硅基陶瓷型芯补强方法，包括如下步骤：

S1、制浆：按多孔石英玻璃粉30～50％、莫来石矿化剂10～15％、增塑剂18～22％的重量比配料，投入混料机中混料，混料25min后混料机升温至120～130℃，加入融化态的22～28％砂料重量的增塑剂，继续搅拌混料1.5h后完成制浆；

S2、制坯：将步骤S1中制备的浆料进行压注成型，使其形成硅基陶瓷型芯的坯体，然后在坯体表面均匀喷涂有机氧化物溶胶，喷涂完毕后放料3～4h；

S3、烧结：将步骤S2中制得的坯体放置在烧结专用的匣钵里，并用低钠高温氧化铝粉覆盖，然后将装有坯体的匣钵放入高温炉中，依次进行低温脱蜡和高温焙烧后出料，经冷却、表面清理后得到硅基陶瓷型芯；

S4、最后在硅基陶瓷型芯表面预喷涂一层金属氧化物溶胶，在高温烧结过程中将氧化物溶胶渗入坯体中；

S5、最后在真空条件下将硅树脂强化剂渗入硅基陶瓷型芯中；