[发明专利]一种细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法

说明书

本发明提供一种细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份计，称取SiO₂ 92～96份，ZrSiO₄3～5份，Al₂O₃ 1～5份；（2）将陶芯原料注射到陶芯模具内，得到陶芯生坯；（3）将陶芯生坯烧结；（4）将陶芯切除多余部分并打磨；（5）将陶芯浸渍在硅溶胶浆料中，得到浸渍陶芯；（6）将浸渍陶芯干燥，焙烧，得到烧结陶芯；（7）将烧结陶芯表面浆料层剥离，留下一层带铝酸钴的涂层；（8）将修整后的陶芯浸入强化液中，浸泡后取出自然晾干；（9）陶芯目视检测；（10）陶芯尺寸检测。本发明的细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法，可有效细化铸件内腔晶粒。

技术领域

本发明涉及属于高温合金技术领域，尤其涉及一种细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法。

背景技术

陶瓷型芯主要用于成形铸件复杂内腔，现有的陶瓷型芯在成形等轴铸件内腔时，会出现内腔表面晶粒粗大的问题，而晶粒粗大会导致零件在后期的服役过程中因高温、高压、高速转动的使用条件出现断裂而失效，缩短其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法，通过对传统陶瓷型芯制备技术进行改进，在陶瓷型芯制备工艺中增加陶瓷型芯表面涂层，来细化铸件内腔晶粒，从而使得零件使用寿命大大提高。

本发明的技术方案如下：

一种细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法，其中：包括以下步骤：

（1）陶芯原料配料：按重量份计，称取SiO₂ 92～96份，ZrSiO₄3～5份，Al₂O₃ 1～5份；

（2）陶芯压制及定型：使用注射成型的工艺方法，用压芯机将混合好的陶芯原料注射到陶芯模具内，得到陶芯生坯；

（3）陶芯烧结：将步骤（2）的陶芯生坯烧结；

（4）陶芯修整：将烧结后的陶芯利用打磨工具切除多余部分并打磨；

（5）陶芯浸渍表面涂层：将步骤（4）打磨后的陶芯浸渍在硅溶胶浆料中，得到浸渍陶芯；

（6）陶芯涂层焙烧：将浸渍陶芯干燥，焙烧，得到烧结陶芯；

（7）陶芯修整：将烧结陶芯表面浆料层剥离，留下0.1～0.5mm的一层带铝酸钴的涂层，并确保陶芯表面无缺陷；

（8）陶芯强化：将修整后的陶芯浸入强化液中，浸泡10～20min后取出自然晾干；

（9）陶芯目视检测：通过放大镜检查陶芯表面，不能出现凹陷、裂纹缺陷；

（10）陶芯尺寸检测：通过3D蓝光扫描对烧结后陶芯进行检测，尺寸公差满足铸件图纸要求。

优选的是，所述的细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法，其中：步骤（2）中，压芯机在压制时的压制温度为65～70℃，注射压力为3～6Mpa，注射流量为300～320cc/sec。

优选的是，所述的细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法，其中：步骤（3）中的烧结过程为，从室温升温到100℃～150℃的时间是500～700min，达到100℃～150℃后保温300min～360min，从100℃～150℃升温到300℃～450℃的升温时间是1500min～2000min，达到300℃～450℃后保温240min～360min，从300℃～450℃升温到1200℃～1260℃的升温时间1200min～1400min，达到1200℃～1260℃后保温360min～600min，然后冷却。