一種燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所述填料粉是由細(xì)顆粒粉與陶瓷球混合而成，其中細(xì)顆粒粉與陶瓷球的質(zhì)量比為3∶1-10∶1。該填料粉在素坯脫蠟階段具有一定的排蠟?zāi)芰?、燒結(jié)過(guò)程中具有較高的支撐能力保證成品陶瓷型芯無(wú)重力變形且具有一定的表面光潔度，能夠提高陶瓷型芯生產(chǎn)過(guò)程中的合格率。
【專利說(shuō)明】一種燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及陶瓷型芯的制備技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]高溫合金材質(zhì)葉片和復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的內(nèi)腔通常采用陶瓷型芯制備。陶瓷型芯一般采用注射成型方法制備素坯，然后在一定溫度下進(jìn)行燒結(jié)。在陶瓷型芯的燒結(jié)過(guò)程中，不論是在脫蠟階段，還是在燒結(jié)階段，常要求將型芯坯體用填料預(yù)埋。埋燒的目的是:提高型芯坯體周圍溫度場(chǎng)分布的均勻性和穩(wěn)定性，避免表面輻射并減少溫度波動(dòng)；降低型芯坯體表面的壓力梯度，避免型芯在脫蠟及燒結(jié)時(shí)的變形；降低型芯燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生缺陷的可能性，提高燒結(jié)合格率。脫蠟階段對(duì)填料的要求是:有足夠大的比表面積，對(duì)蠟液有較好的潤(rùn)濕性，便于蠟液的滲透與蠟蒸氣的逸出；能對(duì)坯體起承托作用，以防止蠟液熔化時(shí)坯體變形；不易粘結(jié)在型芯表面或易于從型芯表面去除。燒結(jié)階段對(duì)填料的要求是:不會(huì)與型芯坯體發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)對(duì)坯體材料的相變產(chǎn)生不利影響，本身也不會(huì)發(fā)生相變；能對(duì)坯體起承托作用，避免型芯在燒結(jié)過(guò)程中因重力作用而變形；填料本身的燒結(jié)溫度高于型芯的燒結(jié)溫度，填料不會(huì)因隨型芯的燒結(jié)而結(jié)塊，使型芯難以取出；有適當(dāng)?shù)念w粒度，以保證型芯有符合設(shè)計(jì)要求的表面光潔度。
[0003]陶瓷型芯工業(yè)生產(chǎn)中，脫蠟與燒結(jié)通常一步完成，只能選用同時(shí)能滿足脫蠟和燒結(jié)要求的同一種填料。一般可供選用的填料有經(jīng)1200°C -1450°C煅燒的工業(yè)氧化鋁粉，經(jīng)800oC -1200°C煅燒的滑石粉、石英粉，經(jīng)900°C煅燒的氧化鎂粉等，填料粉如果過(guò)細(xì)，則不利于排蠟，容易粘接在型芯表面而不易清除，型芯合格率低；粉如果過(guò)粗，則排蠟效果不好，型芯表面質(zhì)量下降。生產(chǎn)中的填料粉由于結(jié)構(gòu)單一使陶瓷型芯經(jīng)常出現(xiàn)粘砂、起泡、重力引起的變形等缺陷，因此，如何選擇一種既具有好的排蠟效果、較強(qiáng)的支撐作用、也具有一定的表面光潔度及高的型芯合格率的填料粉是陶瓷型芯生產(chǎn)中需要解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種填料粉，該填料粉在素坯脫蠟階段具有一定的排蠟?zāi)芰?、燒結(jié)過(guò)程中具有較高的支撐能力保證成品陶瓷型芯無(wú)重力變形且具有一定的表面光潔度，能夠提高陶瓷型芯生產(chǎn)過(guò)程中的合格率。
[0005]本發(fā)明具體提供了一種燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于:所述填料粉是由細(xì)顆粒粉與陶瓷球混合而成，其中細(xì)顆粒粉與陶瓷球的質(zhì)量比為3:1-10:1。
[0006]發(fā)明原理:
[0007]采用一定比例細(xì)粉與一定比例粗直徑陶瓷球進(jìn)行配比，使填料粉具有足夠大的比表面積而擁有良好的排蠟?zāi)芰氨砻婀鉂嵍?；同時(shí)，由于粗陶瓷球的加入使填料還具有良好的承托作用，填料本身燒結(jié)性差而不易結(jié)塊，提高了陶瓷型芯的合格率。
[0008]本發(fā)明中，細(xì)顆粒粉為氧化鋁粉、滑石粉、石英玻璃粉、氧化鎂粉、鋯英粉中的一種；細(xì)顆粒粉的目數(shù)為100目-300目。
[0009]本發(fā)明中，所述陶瓷球的材質(zhì)為氧化鋁、莫來(lái)石、鋯英石、石英玻璃中的一種；陶瓷球的直徑為0.5-2毫米。
[0010]本發(fā)明中，采用球磨方式混合細(xì)顆粒粉與陶瓷球，其中由細(xì)顆粒粉與陶瓷球組成的混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為1:1-5:1，球磨用球?yàn)檠趸X球或石英玻璃球。
[0011]本發(fā)明中，所用球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間10-50小時(shí)。
[0012]本發(fā)明中，最優(yōu)的原料配比為:細(xì)顆粒粉與陶瓷球的質(zhì)量比為4:1，其中細(xì)顆粒粉是目數(shù)為150目的氧化鋁粉，陶瓷球是直徑為0.5毫米的氧化鋁球。
[0013]本發(fā)明還提供了所述燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉的制備方法，其特征在于:將目數(shù)為100-300目的細(xì)顆粒粉與直徑為0.5-2毫米的陶瓷球按照質(zhì)量比為3:1-10:1進(jìn)行混合，將混合料粉在球磨機(jī)中球磨10-50小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-600轉(zhuǎn)/分鐘，待陶瓷球均勻分布在細(xì)顆粒粉中后便制得填料粉。
[0014]作為優(yōu)選的實(shí)施方式:將目數(shù)為150目的細(xì)顆粒粉與直徑為0.5毫米的陶瓷球按照質(zhì)量比為4:1的比例進(jìn)行混合，將混合料粉在球磨機(jī)中球磨10-50小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-600轉(zhuǎn)/分鐘，待陶瓷球均勻分布在細(xì)顆粒粉中后便制得填料粉；其中細(xì)顆粒粉為氧化鋁粉，陶瓷球的材質(zhì)為氧化鋁。
[0015]采用優(yōu)選的參數(shù)可保證填料粉具有最優(yōu)的綜合性能，采用該填料可對(duì)坯體起很好的承托作用，避免了型芯在燒結(jié)過(guò)程中因重力作用而變形；填料不會(huì)隨型芯的燒結(jié)而結(jié)塊，型芯容易取出，破損少；適當(dāng)?shù)念w粒度，可保證型芯有符合設(shè)計(jì)要求的表面光潔度；型芯的綜合成品率聞。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1實(shí)施例1制得陶瓷型芯成品照片。
[0017]圖2實(shí)施例2制得陶瓷型芯成品照片。
[0018]圖3實(shí)施例3制得陶瓷型芯成品照片。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]將一定比例的細(xì)顆粒粉與一定直徑的陶瓷球進(jìn)行合理配比，細(xì)顆粒粉與陶瓷球的質(zhì)量比例為3:1 ;細(xì)顆粒粉為氧化招粉，目數(shù)為100目；陶瓷球的材質(zhì)為氧化招,直徑為0.5毫米；陶瓷球與細(xì)顆粒粉采用球磨方式混合，陶瓷球和細(xì)顆粒粉組成的混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為1:1，球磨用球?yàn)檠趸X球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間10小時(shí)；將球磨好的填料粉裝入匣缽，將制備好的陶瓷型芯放置在填料中，然后進(jìn)行脫蠟，再升溫至燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻；冷卻結(jié)束后對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在85%以上，表面非常光潔，見(jiàn)圖1。
[0021]實(shí)施例2
[0022]將質(zhì)量比例為5:1的石英粉與石英玻璃陶瓷球混合，其中石英粉的目數(shù)為200目；石英玻璃陶瓷球的直徑為I毫米；石英粉與石英玻璃陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為2:1，球磨用球?yàn)檠趸X球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間50小時(shí)；將球磨好的填料粉裝入匣缽，將制備好的陶瓷型芯放置在填料中，然后進(jìn)行脫蠟，再升溫至燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻；冷卻結(jié)束后對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在85%以上，表面非常光潔，見(jiàn)圖2。
[0023]實(shí)施例3
[0024]將質(zhì)量比例為8:1的滑石粉與氧化鋁陶瓷球混合，其中滑石粉的目數(shù)為150目；氧化鋁陶瓷球的直徑為0.5毫米；滑石粉與氧化鋁陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為2:1，球磨用球?yàn)檠趸X球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間20小時(shí)；將球磨好的填料粉裝入匣缽，將制備好的陶瓷型芯放置在填料中，然后進(jìn)行脫蠟，再升溫至燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻；冷卻結(jié)束后對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在90%以上，表面非常光潔，見(jiàn)圖3。
[0025]實(shí)施例4
[0026]將質(zhì)量比例為10:1的氧化鎂粉與石英玻璃陶瓷球混合，其中氧化鎂粉的目數(shù)為100目；石英玻璃陶瓷球的直徑為0.5毫米；氧化鎂粉與石英玻璃陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為3:1之間，球磨用球?yàn)檠趸X球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間20小時(shí)；將球磨好的填料粉裝入匣缽，將制備好的陶瓷型芯放置在填料中，然后進(jìn)行脫蠟，再升溫至燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻；冷卻結(jié)束后對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在90%以上，。
[0027]實(shí)施例5
[0028]將質(zhì)量比例為6:1的鋯英粉與鋯英石陶瓷球混合，其中鋯英粉的目數(shù)為100目；鋯英石陶瓷球的直徑為I毫米；鋯英粉與鋯英石陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為2:1，球磨用球?yàn)檠趸X球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間50小時(shí)；將球磨好的填料粉裝入匣缽，將制備好的陶瓷型芯放置在填料中，然后進(jìn)行脫蠟，再升溫至燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻；冷卻結(jié)束后對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在90%以上。
[0029]實(shí)施例6
[0030]將一定比例的細(xì)顆粒粉與一定直徑的陶瓷球進(jìn)行合理配比，細(xì)顆粒粉與陶瓷球的質(zhì)量比例為4:1 ;細(xì)顆粒粉為氧化招粉，目數(shù)為150目；陶瓷球的材質(zhì)為氧化招,直徑為0.5毫米；陶瓷球與細(xì)顆粒粉采用球磨方式混合，陶瓷球和細(xì)顆粒粉組成的混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為1:1，球磨用球?yàn)檠趸X球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間10小時(shí)；將球磨好的填料粉裝入匣缽，將制備好的陶瓷型芯放置在填料中，然后進(jìn)行脫蠟，再升溫至燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻；冷卻結(jié)束后對(duì)陶瓷型芯進(jìn)行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯表面非常光潔，成品率在95 %以上。
[0031]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于:所述填料粉是由細(xì)顆粒粉與陶瓷球混合而成，其中細(xì)顆粒粉與陶瓷球的質(zhì)量比為3:1-10:1。
2.按照權(quán)利要求1所述燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于:所述細(xì)顆粒粉為氧化鋁粉、滑石粉、石英玻璃粉、氧化鎂粉、鋯英粉中的一種；細(xì)顆粒粉的目數(shù)為100目-300目。
3.按照權(quán)利要求1或2所述燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于:所述陶瓷球的材質(zhì)為氧化鋁、莫來(lái)石、鋯英石、石英玻璃中的一種；陶瓷球的直徑為0.5-2毫米。
4.按照權(quán)利要求3所述燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于:采用球磨方式混合細(xì)顆粒粉與陶瓷球，其中由細(xì)顆粒粉與陶瓷球組成的混合料粉與球磨用球的質(zhì)量比為1:1-5:1，球磨用球?yàn)檠趸X球或石英玻璃球。
5.按照權(quán)利要求4所述燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉，其特征在于:所用球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間10-50小時(shí)。
6.一種按照權(quán)利要求1所述燒結(jié)陶瓷型芯用填料粉的制備方法，其特征在于:將目數(shù)為100-300目的細(xì)顆粒粉與直徑為0.5-2毫米的陶瓷球按照質(zhì)量比為3:1-10:1的比例進(jìn)行混合，將混合料粉在球磨機(jī)中球磨10-50小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-600轉(zhuǎn)/分鐘，待陶瓷球均勻分布在細(xì)顆粒粉中后便制得填料粉。
【文檔編號(hào)】C04B35/64GK104043770SQ201410255355
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】姜衛(wèi)國(guó), 李凱文, 張健, 王莉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所