[发明专利]一种粉末覆膜氧化钙基陶瓷铸型的快速制造方法

摘要

本发明公开了一种粉末覆膜氧化钙基陶瓷铸型的快速制造方法，属于快速精密铸造技术领域。该方法应用光固化3D打印技术快速制造所需的模具，同时应用粉末覆膜技术对氧化钙粉末表面进行抗水化材料覆膜，有效的避免了水基凝胶注模过程中氧化钙粉末的水化难题，可成功用于具有复杂内部结构的氧化钙基陶瓷铸型的制备。通过添加适量的矿化剂，提高了氧化钙基陶瓷铸型的烧结性能与抗水化能力。本发明制造的氧化钙基陶瓷铸型综合性能良好，可满足新一代铌硅基高温合金或者钛铝合金叶片的铸造要求，并且型芯易于脱除，解决了氧化硅基和氧化铝基型芯脱除困难、废品率高的技术难题。

主权项

一种粉末覆膜氧化钙基陶瓷铸型的快速制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用光固化快速成型方法制备出陶瓷铸型的树脂模具；2)按照1:1的质量比取氧化钙粗粉和氧化钙细粉，将氧化钙粗粉和氧化钙细粉混合均匀后进行表面抗水化覆膜处理，制得表面抗水化覆膜氧化钙粉末；所述表面抗水化覆膜处理，具体操作为：(1)将硅烷偶联剂与无水乙醇均匀混合，配制成有机化溶液，有机化溶液中硅烷偶联剂的质量分数为5％，无水乙醇的质量分数为95％；(2)将氧化钙粗粉和氧化钙细粉混合后，得到混合粉末，按3:1的质量比将混合粉末与有机化溶液充分均匀混合，制得混合浆料；(3)将混合浆料在室温下静置3～5h，再将其干燥，得到表面有机化处理的氧化钙陶瓷粉末；(4)将乙醇、乙二醇及丙二醇均匀混合，制得混合溶剂，混合溶剂中乙醇的质量分数为90％，乙二醇的质量分数为5％，丙二醇的质量分数为5％；(5)将表面有机化处理的氧化钙粉末、抗水化覆膜材料、混合溶剂和抗氧化剂加入高压反应釜中，以2℃～3℃/min的升温速率，升温至抗水化覆膜材料熔点温度10℃～20℃以上，保温2～3h后停止加热，冷却至室温，制得表面抗水化覆膜氧化钙粉末悬浮液；(6)将表面抗水化覆膜氧化钙粉末悬浮液进行减压蒸馏，得到表面抗水化覆膜氧化钙粉末聚集体，然后于50～60℃下干燥，制得表面抗水化覆膜氧化钙粉末；3)将表面抗水化覆膜氧化钙粉末与水基凝胶注模预混液充分混合均匀，球磨制得固相体积分数为60％、表观粘度低于1Pa·s的水基氧化钙陶瓷浆料；4)在真空和振动环境下，向陶瓷铸型的树脂模具中浇注水基氧化钙陶瓷浆料，完成凝胶注模，制得陶瓷铸型素坯，然后进行干燥；5)将干燥后的陶瓷铸型素坯进行烧结强化，制得具有抗水化性能的氧化钙基陶瓷铸型。