本發(fā)明涉及一種熔模鑄造用氧化釔涂料，具體涉及一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法，屬于鈦合金熔模鑄造型殼制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鈦為高活性金屬元素，熔融狀態(tài)下易與常用的耐火材料發(fā)生反應(yīng)。傳統(tǒng)的以硅溶膠為粘結(jié)劑，氧化硅或氧化鋁作為耐火材料制備的型殼，所得鈦合金鑄件表面或內(nèi)部存在污染，不能得到高品質(zhì)的鈦合金精密鑄件。

鈦合金熔模鑄造目前普遍采用氧化鋯或氧化釔為耐火材料，醋酸鋯、釔溶膠為粘結(jié)劑制備熔模型殼。氧化釔耐火材料的性能優(yōu)于氧化鋯耐火材料，在高溫下與熔融鈦合金的反應(yīng)傾向更小，因此在航空航天等大型薄壁復雜鈦合金的熔模鑄造上取得了廣泛應(yīng)用。但采用醋酸鋯、釔溶膠為粘結(jié)劑制備的氧化釔型殼遇水易回溶，因此不能蒸汽脫蠟，需采用特殊的脫蠟工藝，給生產(chǎn)過程帶來了不便。且制備的氧化釔涂料易膠凝，保質(zhì)時間不長，極大的提高了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的醋酸鋯、釔溶膠作為粘結(jié)劑制備的氧化釔型殼不能蒸汽脫蠟，涂料易膠凝的問題，提供了一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法。采用這種方法制備的型殼遇水不會回溶，可以蒸汽脫蠟，且涂料不易膠凝，保質(zhì)期限大大延長，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）復合粘結(jié)劑的制備：將氨水、NaOH粉末混合后均勻攪拌，制得強堿性氨水溶液，再將強堿性氨水溶液與碳酸鋯銨進行混合，均勻攪拌5~30分鐘，得到復合粘結(jié)劑；

（2）復合耐火粉的制備：將不同粒度的耐火粉進行混合，均勻攪拌30~60分鐘，得到復合耐火粉；

（3）復合涂料的制備：將復合耐火粉、復合粘結(jié)劑、潤濕劑和消泡劑進行混合，均勻攪拌12h~48h，得到鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料。

優(yōu)選的，步驟（2）中的耐火粉為電熔氧化釔耐火粉。

優(yōu)選的， 步驟（3）中制備氧化釔復合涂料的工作環(huán)境溫度控制在15~30℃，相對濕度控制在40~80%，面層涂料濕度控制在10~25℃，面層涂料控制流杯粘度為15s~40s（4#詹氏杯）。

本發(fā)明的有益效果是：

1.所制氧化釔復合涂料主要用于鈦合金熔模鑄造型殼的面層和次面層。

2.采用復合粘結(jié)劑，主要成分為碳酸鋯銨，制備的型殼可以蒸汽脫蠟，解決了現(xiàn)有的型殼制備、脫蠟過程中存在的材料遇水回溶以及型殼透氣性差的缺點。脫蠟設(shè)備簡單，操作簡便。采用蒸汽脫蠟，對環(huán)境無污染，且制備的面層型殼對人體健康無影響。

3.氧化釔復合涂料性能穩(wěn)定，不易膠凝，在持續(xù)攪拌條件下可保存30~60天，簡化了生產(chǎn)過程中涂料制備的環(huán)節(jié)，加強了涂料制備過程中的工藝控制。

4.制備的氧化釔復合涂料懸浮率高達95~99%，涂料涂覆性優(yōu)異，制備的型殼表面光滑無缺陷，完全復制了鑄件形狀，澆鑄的鈦合金精密鑄件表面反應(yīng)層薄，僅為0.03~0.05mm，從而簡化了后續(xù)加工工序，提高了鈦合金熔模鑄造的生產(chǎn)效率和鑄件質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明的一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）復合粘結(jié)劑的制備：在氨水中加入NaOH粉末，配制強堿性氨水溶液，其中NaOH質(zhì)量與氨水體積的比為：1：50~100，溶液pH值為11~13。然后將強堿性氨水溶液與碳酸鋯銨粘結(jié)劑按體積比1：2~5的比例進行混合，混合涂料pH在10.5~12之間，均勻攪拌5~30分鐘即得復合粘結(jié)劑。

（2）復合耐火粉的制備：稱取粒度分別為200~325目的氧化釔耐火粉和小于325目的氧化釔耐火粉，將不同粒度的耐火粉進行混合，混合比例為粗粉：細粉為0.1：1~2，均勻攪拌30~60分鐘即得復合耐火粉。

（3）復合涂料的制備：分別稱取復合耐火粉、復合粘結(jié)劑、潤濕劑和消泡劑，其中復合耐火粉的質(zhì)量與復合粘結(jié)劑的體積比（粉液比）為2~5，潤濕劑為復合粘結(jié)劑體積的0.05%~0.5%，消泡劑為粘結(jié)劑體積的0.1%~0.6%。潤濕劑為JFC，消泡劑為正辛醇。將稱取好的復合耐火粉加入到復合粘結(jié)劑中攪拌3h~8h，然后再將稱取好的潤濕劑和消泡劑加入到復合涂料中，繼續(xù)攪拌12h~48h，得到鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料。

實施例1：

一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）復合粘結(jié)劑的制備：稱取5g的NaOH粉末，量取300mL的氨水，將稱取好的NaOH粉末加入到氨水中混合后均勻攪拌30分鐘，得到強堿性氨水溶液。然后量取1L的碳酸鋯銨粘結(jié)劑，將強堿性氨水溶液與碳酸鋯銨進行混合，均勻攪拌30分鐘，得到復合粘結(jié)劑。

（2）復合耐火粉的制備：稱取0.3Kg的200~325目的電熔氧化釔耐火粉，4.5Kg的小于325目的電熔氧化釔耐火粉，混合后均勻攪拌60分鐘即得復合耐火粉。

（3）復合涂料的制備：稱取3.5Kg的復合耐火粉，量取1L的復合粘結(jié)劑、1mL的潤濕劑和2mL消泡劑。潤濕劑為JFC，消泡劑為正辛醇。將稱取好的復合耐火粉加入到復合粘結(jié)劑中攪拌8h，然后再將稱取好的潤濕劑和消泡劑加入到復合涂料中，繼續(xù)攪拌16h，得到鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料。氧化釔復合涂料制備的工作環(huán)境溫度控制在20℃，相對濕度控制在50%，涂料溫度控制在15℃，涂料控制流杯粘度為20s。

本發(fā)明的一種鈦合金熔模鑄造用氧化釔復合涂料的制備方法，采用碳酸鋯銨粘結(jié)劑混合強堿性氨水溶液制備成復合粘結(jié)劑，不同焙燒的電熔氧化釔粉混合制成復合耐火粉，制備的復合涂料性能穩(wěn)定，不易膠凝。型殼具有很好的抗水性，不會出現(xiàn)遇水回溶的情況，因此可選用蒸汽脫蠟法、熱水脫蠟法等對環(huán)境具有很好的親和性的脫蠟方法。制備的涂料懸浮率高，涂覆性好，型殼表面光滑無缺陷，界面反應(yīng)層低，可制備大型薄壁復雜鈦合金鑄件。

上述通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作了進一步描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。