專利名稱：采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷型芯材料，尤其是一種采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，主要應(yīng)用于精密鑄造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
陶瓷型芯是航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片、燃?xì)廨啓C(jī)葉片和其他精密金屬部件精鑄時形成復(fù)雜內(nèi)腔的轉(zhuǎn)接件。精鑄時，由陶瓷型芯和型殼決定鑄件的內(nèi)腔形狀和鑄件的壁厚。因此，陶瓷型芯的線性尺寸公差和形位公差將直接影響鑄件的精度?，F(xiàn)有的陶瓷型芯材料在燒結(jié)的過程中，隨著燒結(jié)程度的提高，抗彎強(qiáng)度提高，但燒成收縮增大了。這樣制成的陶瓷型芯，存在著兩種可能一種是具有足夠的抗彎強(qiáng)度，但燒成收縮過大，導(dǎo)致陶瓷型芯線性尺寸的變化和形狀的變化；另一種是燒成收縮減低了，但型芯的抗彎強(qiáng)度下降了，這樣就不能滿足陶瓷型芯在后續(xù)制備工序中的操作要求和精鑄時的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，用其制成的陶瓷型芯，燒成收縮小于0.4％，抗彎強(qiáng)度大于10Mpa，可滿足工藝需要。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，成分重量百分比為高純石英玻璃粉67％～72％，鋯英砂粉27％～32％，無機(jī)纖維0.5％～3％。無機(jī)纖維材料為石英玻璃纖維或氧化鋯纖維。
無機(jī)纖維材料的引入，有助于解決陶瓷型芯制備過程中要求燒成收縮小和抗彎強(qiáng)度高的矛盾。用本材料制成的陶瓷型芯有低于0.4％的燒成收縮和大于10MPa的常溫抗彎強(qiáng)度，在1500-1550℃時具有優(yōu)良的抗蠕變性、熱穩(wěn)定性和高溫抗彎強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式按重量百分比為7∶3取高純石英玻璃粉和鋯英砂粉，分別另外加入2％石英玻璃纖維和氧化鋯纖維，制成型芯后得到表-1的數(shù)據(jù)。
表-1纖維材料對燒成收縮(％)/抗彎強(qiáng)度(MPa)的影響表 由表-1可見，在陶瓷型芯中引入石英玻璃纖維時，由于石英玻璃纖維對構(gòu)成型芯基體的石英玻璃粉料的收縮起阻滯作用，燒成收縮有所降低，但燒成收縮隨著燒結(jié)溫度的提高呈不斷增大的趨勢；由于纖維本身的抗彎能力比燒結(jié)的石英玻璃粉大，抗彎強(qiáng)度增大，但抗彎強(qiáng)度增大幅度與燒結(jié)溫度有關(guān)，燒結(jié)溫度越高，越接近石英玻璃纖維本身的熔化溫度，纖維材料對型芯抗彎強(qiáng)度增大的貢獻(xiàn)也就越小。在陶瓷型芯中引入氧化鋯纖維時，由于氧化鋯熔融溫度較高，在燒結(jié)過程中，鋯纖維本身并沒有發(fā)生收縮，因此，由氧化鋯纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)的架橋作用使型芯的燒成收縮接近于零；由于氧化鋯纖維本身呈多孔結(jié)構(gòu)，抗彎強(qiáng)度很低，導(dǎo)致型芯抗彎強(qiáng)度明顯減小，而且隨燒結(jié)溫度提高，抗彎強(qiáng)度有進(jìn)一步下降的趨勢。
選取表-2的4個重量配比作為實(shí)施例。
表-2采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料的成分配比(wt％)

分別將表-2的各組分混合均勻，將石蠟、蜂蠟、高密度聚乙烯的按重量百分比93∶5∶2的比例混合，配制成蠟漿。把混合均勻的各組分經(jīng)預(yù)熱后加入溫度為100-120℃的蠟漿中，攪拌均勻，制成漿料。用注射成型機(jī)將漿料壓制成陶瓷型芯，然后在箱式電爐中進(jìn)行排蠟燒結(jié)，排蠟燒結(jié)時間為48小時，最高燒結(jié)溫度為1180℃。
權(quán)利要求
1.采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，其特征在于，成分重量百分比為高純石英玻璃粉67％～72％，鋯英砂粉27％～32％，無機(jī)纖維0.5％～3％，纖維材料為石英玻璃纖維或氧化鋯纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，其特征在于，成分重量百分比為高純石英玻璃粉67％，鋯英砂粉32％，無機(jī)纖維1％。
3.如權(quán)利要求1所述的采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，其特征在于，成分重量百分比為高純石英玻璃粉68.5％，鋯英砂粉31％，無機(jī)纖維0.5％。
4.如權(quán)利要求1所述的采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，其特征在于，成分重量百分比為高純石英玻璃粉69％，鋯英砂粉28％，無機(jī)纖維3％。
5.如權(quán)利要求1所述的采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，其特征在于，成分重量百分比為高純石英玻璃粉71％，鋯英砂粉27％，無機(jī)纖維2％。
全文摘要
采用無機(jī)纖維復(fù)合的陶瓷型芯材料，成分重量百分比為高純石英玻璃粉67％～72％，鋯英砂粉27％～32％，無機(jī)纖維0.5％～3％。纖維材料為石英玻璃纖維或氧化鋯纖維。無機(jī)纖維材料的引入，有助于解決陶瓷型芯制備過程中要求燒成收縮小和抗彎強(qiáng)度高的矛盾。用本材料制成的陶瓷型芯有低于0.4％的燒成收縮和大于10MPa的常溫抗彎強(qiáng)度，在1500－1550℃時具有優(yōu)良的抗蠕變性、熱穩(wěn)定性和高溫抗彎強(qiáng)度。
文檔編號B22C9/10GK1793012SQ200510047860
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者韓紹娟, 許壯志, 程濤, 趙效忠, 張立健, 錢偉, 黃大勇, 吳英偉 申請人:遼寧省輕工科學(xué)研究院