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

  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SiO292,96份(ZrSiO43)5份(Al2O31)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。

  1.一种细化高温合金铸件内腔表面晶粒的陶瓷型芯制备方法,其特征是,包括以下步骤,

  (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,

  (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,

  (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,

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

  2.根据权利要求1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,其特征是,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。

  4.根据权利要求1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,其特征是,步骤(5)中的硅溶胶浆料包括3,7%铝酸钴、70,75%锆英砂和18,27%硅溶胶。

  5.根据权利要求1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,其特征是,步骤(6)中,焙烧升温速率为10,20℃/min,焙烧温度为1050,1100℃,保温时间为

  6.根据权利要求1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,其特征是,步骤(8)中,强化液为质量浓度25,30%的环氧树脂乙醇溶液。

  [0001]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。

  [0002]陶瓷型芯大多数都用在成形铸件复杂内腔,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。

  [0003]本发明的目的是克服现存技术中存在的不足,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,从而使得零件常规使用的寿命大大提高。

  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,

  (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,

  (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,

  (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,

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

  [0005]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。

  [0006]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

  [0007] 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(5)中的硅溶胶浆料包括3,7%铝酸钴、70,75%锆英砂和18,27%硅溶胶。

  [0008] 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(6)中,焙烧升温速率为10,20℃/min,焙烧温度为1050,1100℃,保温时间为4,6h。

  [0009] 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(8)中,强化液为质量浓度25,30%的环氧树脂乙醇溶液。

  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,陶瓷型芯制备工艺中增加陶瓷型芯表面涂层,可有效细化铸件内腔晶粒,制备工艺简单有效。

  (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,压芯机在压制时的压制温度为65℃,注射压力为3Mpa,注射流量为300cc/sec,

  (4)陶芯修整,将烧结后的陶芯利用砂纸、锉刀、磨头等打磨工具对烧结后陶芯表面分型线加强筋的结构可以进行切除并打磨,

  (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,硅溶胶浆料包括4%铝酸钴、70%锆英砂和26%硅溶胶,

  (6)陶芯涂层焙烧,将浸渍陶芯干燥,焙烧,焙烧升温速率为10℃/min,焙烧温度为1050℃,保温时间为6h,得到烧结陶芯,

  (7)陶芯修整,将烧结陶芯表面浆料层剥离,只留下0. 1,0.5 mm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,强化液为质量浓度为25%的环氧树脂乙醇溶液,浸泡10min后取出自然晾干,

  (9)陶芯目视检测,通过10倍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仔细的检测,尺寸公差满足铸件图纸要求。

  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,

  (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,压芯机在压制时的压制温度为68℃,注射压力为5Mpa,注射流量为310cc/sec,

  (4)陶芯修整,将烧结后的陶芯利用砂纸、锉刀、磨头等打磨工具对烧结后陶芯表面分型线加强筋的结构可以进行切除并打磨,

  (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,硅溶胶浆料包括3%铝酸钴、74%锆英砂和23%硅溶胶,得到浸渍陶芯,

  (6)陶芯涂层焙烧,将浸渍陶芯干燥,焙烧,焙烧升温速率为15℃/min,焙烧温度为1050℃,保温时间为5h,得到烧结陶芯,

  (7)陶芯修整,将烧结陶芯表面浆料层剥离,只留下0. 1,0.5 mm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,强化液为质量浓度为28%的环氧树脂乙醇溶液,浸泡15min后取出自然晾干,

  (9)陶芯目视检测,通过10倍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仔细的检测,尺寸公差满足铸件图纸要求。

  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,

  (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,压芯机在压制时的压制温度为70℃,注射压力为6Mpa,注射流量为320cc/sec,

  (4)陶芯修整,将烧结后陶芯通过砂纸、锉刀、磨头等打磨工具对烧结后陶芯表面分型线加强筋的结构可以进行切除打磨,

  (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,硅溶胶浆料包括7%铝酸钴、70%锆英砂和23%硅溶胶,得到浸渍陶芯,取出自然晾干,

  (6)陶芯涂层焙烧,将浸渍陶芯干燥,焙烧,焙烧升温速率为20℃/min,焙烧温度为1100℃,保温时间为4h,得到烧结陶芯,

  (7)陶芯修整,将烧结陶芯表面浆料层剥离,只留下0. 1,0.5 mm的一层带铝酸钴的

  涂层,并确保陶芯表面无缺陷,如有缺陷,则有必要进行适当修补和整饰,保证表面完整,

  (8)陶芯强化,将修整后的陶芯浸入强化液中,强化液为质量浓度为30%的环氧树脂乙醇溶液,浸泡20min后取出自然晾干,

  (9)陶芯目视检测,通过10倍放大镜检查陶芯表面,不能出现凹陷、缺肉裂纹缺陷,

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

  [0015] 工作原理,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,将带铝酸钴的涂层附着在陶芯上,在后期使用该陶芯并成型铸件内腔时,高温合金液浇注后与模壳表面接触,并与铝酸钴在高温下发生化学反应,还原出金属钴粒子,这种初生态的钴粒子进入正在凝固的铸件表面层,它与高温合金具有相同的面心立方晶格结构和相近的点阵常数,金属原子易于在作为晶核的钴粒子上结晶生长,大幅度的提升了合金熔体的形核率,使铸件内腔表面晶粒得以细化,通过本专利方法制备的陶瓷型芯,按照HB 20057‑2011 《铸造高温合金晶粒度评定办法》中比较法的晶粒评价标准,可使得晶粒等级降低2‑3级,后期铸件常规使用的寿命可提高10%‑20%。

  [0016] 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,陶瓷型芯制备工艺中增加陶瓷型芯表面涂层,可有效细化铸件内腔晶粒,制备工艺简单有效。

  [0017] 最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案做修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。