[发明专利]钛合金熔融铸造用电熔三氧化二钇陶瓷坩埚及其制备方法

摘要

本发明涉及氧化物陶瓷应用领域，尤其涉及一种用于钛合金熔融铸造的钛合金熔融铸造用电熔三氧化二钇陶瓷坩埚及其制备方法，以氧化物重量的百分比计，总计为100%，其具有以下化学组成：Y2O3：70%‑99.5%；Zro2：30%‑0.5%；不大于0.5%的其它微量杂质，其它微量杂质为氧化物，通过高频加热熔壳法对三氧化二钇熔融体磁力搅拌熔炼制备高纯度结晶体原料、氧化钇结晶体的破碎和粒度配备及成型、氧化钇陶瓷坩埚的烧结等步骤，其具有具有不黏连、不浸润、良好的热冲击性能及超高的使用寿命等特性，安全使用温度2300度以下，有效的避免了与钛合金金属溶液在高温下活性大而造成的化学反应致使的坩埚寿命低及反应后的剥落而导致的钛合金纯净度的下降等问题。

主权项

1.一种钛合金熔融铸造用电熔三氧化二钇陶瓷坩埚，其特征在于：以氧化物重量的百分比计，总计为100%，其具有以下化学组成：Y2O3：70%‑99.5%；ZrO2 ：0.5%‑30%；不大于0.5%的其它微量杂质，其它微量杂质为氧化物；制备方法包括以下步骤：a、用高频加热熔壳法对三氧化二钇熔融体磁力搅拌熔炼制备高纯度结晶体原料，将原料纯度为99.999%的三氧化二钇，在2500℃‑2800℃的温度下进行熔炼，采用水冷铜‑冷坩埚结晶电磁感应加热方式；三氧化二钇原料装入冷坩埚中，同时均匀混入氧化锆，在冷坩埚中心投入金属锆片或立方晶体锆粉，接通电源，进行高频加热；待中心区域投放的金属锆片或立方晶体锆粉开始热源扩散，原料开始融化，此时紫铜管中通入冷水循环冷却，带走热量，使外层粉料未熔，形成冷坩埚熔壳，待冷坩埚内原料75‑83%区域熔体达到熔融状态时，高频感应所具有的磁力搅拌作用开始发挥作用，使熔融溶液呈现均匀融合状态，同时也使得溶体获得一致的过热度，将熔体维持在熔融状态60‑120分钟后，停止功率，停止加温，让熔融体自然降温，随着熔体温度下降，因降温产生过饱和浓度而开始逐渐凝固至晶体状，待熔体结晶冷却至室温后，取出氧化钇结晶体；b、氧化钇结晶体的破碎和粒度配备及成型，对步骤a中得到的经电磁感应熔炼过的氧化钇单晶块体进行破碎和粒度配备，准备应用于制品成型；将破碎后且配备好粒度的固溶体置于不锈钢V型混料机或三维混料机内进行混制，混制的时间不小于4小时，待组合的颗粒及粉料充分混合均匀后，将其置于不锈钢搅拌机内，并加入乙烯醇水溶性结合剂，进行搅拌，搅拌时间不小于2小时，待水溶性结合剂与原料充分搅拌混合均匀后，将其置于烘干箱内进行烘干，烘干后将其置于成型的硬质合金模具腔内，加压成型，得到所需要的形状及尺寸产品生坯；将所得到的产品生坯置于高温烘干箱内进行烘干，烘干后自然降温至室温；c、氧化钇陶瓷坩埚的烧结，产品生坯采用电脑编程控制烧结法进行烧结：烧结，使用电加热封闭式窑炉对生坯进行烧结，烧结完成后，使窑炉自然降温至室温，然后取出氧化钇陶瓷坩埚。