一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性差的問題，提供了一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，本發(fā)明屬于氧化鋁陶瓷型芯的制造【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明通過在常規(guī)顆粒的基體粉料電熔剛玉粉和TiO2中加入顆粒直徑1μm左右的球形基體粉料混合，再加入增塑劑攪拌得到型芯漿料；將型芯壓注機(jī)的模具溫度控制在25～35℃，漿料料溫控制在95～105℃，將漿料注入壓注機(jī)中壓制成型，保壓時(shí)間45～55s，得到型芯。本方法通過加入了少量的球形基體微細(xì)粉來改善型芯漿料的流動(dòng)性，漿料流動(dòng)性的提高，可防止型芯在起模及放置時(shí)的變形，降低模具溫度，也減少了型芯的燒結(jié)收縮程度，從而提高了薄壁定向、單晶葉片的產(chǎn)品合格率。
【專利說明】一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氧化鋁陶瓷型芯的制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國航空航天技術(shù)的不斷進(jìn)步，陶瓷型芯在在航空領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛，尤其是鑄造定向或單晶的空心葉片，都需要制作出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷型芯。目前復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷型芯常規(guī)的壓制工藝為加熱模具至40?45°C—壓制型芯一矯形胎矯正。國內(nèi)大部分單位生產(chǎn)復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)陶瓷型芯均為此工藝。由于型芯漿料流動(dòng)性較差的原因，為了復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷型芯壓制成型，常采用加熱模具至40?45°C，造成型芯在模具中不能完全冷卻，起模時(shí)的應(yīng)力造成型芯的塑性變形。雖然矯形胎能達(dá)到一定的矯形效果，但往往不夠理想，尤其是針對(duì)流動(dòng)性更差的氧化鋁型芯更是如此。
[0003]由于氧化鋁型芯基體材料電熔剛玉粉顆粒的不規(guī)則性，使得氧化鋁型芯漿料的流動(dòng)性較差，導(dǎo)致氧化鋁型芯濕態(tài)壓制成型困難，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的陶瓷型芯尤甚。傳統(tǒng)的改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法為采用較粗顆粒的基體粉料，在不減少增塑劑加入量的前提下，通過增加型芯料漿的稀度來增加其流動(dòng)性，這樣必然帶來型芯濕態(tài)壓制后起模和放置時(shí)的變形及燒成收縮的增加，并且其對(duì)流動(dòng)性的增加幅度也有限，一般在15%以內(nèi)，導(dǎo)致嚴(yán)重影響了薄壁定向、單晶葉片的研制需求。因此，改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的同時(shí)，既能滿足結(jié)構(gòu)復(fù)雜氧化鋁型芯濕態(tài)易壓制成型，減小起模和放置時(shí)的變形，又能滿足型芯較小的燒成收縮，成為氧化鋁型芯研究的重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性差的問題，提供了一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法。本發(fā)明通過在氧化鋁常規(guī)顆粒的基體粉料中加入顆粒直徑I P m左右的球形基體粉料,能夠提聞型芯衆(zhòng)料的流動(dòng)性30%以上,可有效防止型芯的變形，從而提聞了薄壁定向、單晶葉片的廣品合格率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本方法的技術(shù)方案如下:
[0006]一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，包括如下步驟:
[0007](I)氧化鋁型芯漿料的制備
[0008]將1被％的Ti02、94?98wt%電熔剛玉粉和I?5wt%的直徑1±0.5μπι的球形Al2O3加入到球磨罐中，混合2?3小時(shí)，得到芯料粉；
[0009]將重量為芯料粉重量15?20 %的增塑劑放入攪拌器中，加熱至115 ± 5°C，待增塑劑熔化后，加入芯料粉并保持該溫度攪拌20?25小時(shí)，得到氧化鋁型芯漿料；
[0010]其中，所述電熔剛玉粉由F220型電熔剛玉粉和F600型電熔剛玉粉組成，F(xiàn)220型占芯料粉重量的40?50%，F(xiàn)600型占芯料粉重量的44?58% ;所述的增塑劑為常用的型芯用增塑劑，一般為石蠟、蜂蠟和聚乙烯的混合物；
[0011](2)型芯壓制
[0012]將型芯壓注機(jī)的模具溫度控制在25?35°C，漿料料溫控制在95?105°C，將漿料注入壓注機(jī)的模具中壓制成型，壓制時(shí)間45?55s，得到型芯。
[0013]經(jīng)檢查，通過該方法制備的氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性可達(dá)到170°?270°。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]1、本方法通過加入了少量的球形基體微細(xì)粉來改善型芯漿料的流動(dòng)性，漿料流動(dòng)性的提高，降低了模具溫度，可防止型芯從模具中起模及放置時(shí)的變形，無需矯胎工序，也減少了型芯的燒結(jié)收縮程度，從而提高了薄壁定向、單晶葉片的產(chǎn)品合格率。
[0016]2、本方法對(duì)氧化鋁型芯漿料的流動(dòng)性可達(dá)到170°?230°，較常規(guī)方法增加幅度30%以上，燒結(jié)收縮可控制在0.6%以內(nèi)。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例中漿料流動(dòng)性的檢測方法為:由于目前漿料流動(dòng)性的檢測方法尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明中對(duì)于加料流動(dòng)性的檢測采用的方法是:在型芯壓注機(jī)上施加2.5MPa的壓力，將加熱到100°C ±2°C的型芯漿料壓進(jìn)型芯漿料流動(dòng)性測試模具中；所述的型芯漿料流動(dòng)性測試模具是一條圓的漸開線，其橫截面為直徑1mm，用陶瓷型芯漿料充填漸開線的所旋轉(zhuǎn)的角度來標(biāo)定其流動(dòng)性，旋轉(zhuǎn)角度越大，則其流動(dòng)性越好。
[0018]實(shí)施例1
[0019](I)氧化鋁型芯漿料的制備
[0020]將40?5(^丨％的F220電熔剛玉粉、47?57?丨％的F600電熔剛玉粉、2wt%的直徑1±0.5 μ m的球形Al2O3及Iwt %的T12加入到球磨罐中，球混2?2.5小時(shí)，得到芯料粉；
[0021]將重量為芯料粉重量15?20%的增塑劑加入到攪拌器中，增塑劑由93wt%石蠟，5%蜂蠟和2wt%的高壓聚乙烯組成，將攪拌器加熱至115±5°C，待增塑劑熔化后，加入芯料粉攪拌22小時(shí)；
[0022](2)型芯壓制
[0023]在型芯壓注機(jī)上壓制型芯，模具溫度控制在30?35 °C，漿料料溫控制在95?105°C，保壓時(shí)間50s。
[0024]經(jīng)檢測，本方法制備的氧化鋁型芯料漿的流動(dòng)性為190°?210° ;該型芯經(jīng)燒制后，其燒結(jié)收縮為0.4%?0.5%。
[0025]對(duì)比例I
[0026](I)氧化鋁型芯漿料的制備
[0027]將40?5(^丨％的F220電熔剛玉粉、49?59?丨％的F600電熔剛玉粉及Iwt %的Τ?02加入到球磨罐中，球混2?2.5小時(shí)，得到芯料粉；
[0028]將占芯料粉重量15?20%的增塑劑加入到攪拌器中，增塑劑由93wt%石蠟，5%蜂蠟和2wt%的高壓聚乙烯組成，將攪拌器加熱至115±5°C，待增塑劑熔化后，加入芯料粉攪拌20小時(shí)；
[0029](2)型芯壓制
[0030]在型芯壓注機(jī)上壓制型芯，模具溫度控制在40?45°C，漿料料溫控制在95?105°C，保壓時(shí)間50s ；
[0031](3)型芯矯正
[0032]將壓制好的型芯取出后進(jìn)行矯胎，得到型芯。
[0033]經(jīng)檢測，本方法制備的氧化鋁型芯料漿的流動(dòng)性為120°?140° ;該型芯經(jīng)燒制后，其燒結(jié)收縮為0.4%?0.5%。
[0034]實(shí)施例2
[0035](I)氧化鋁型芯漿料的制備
[0036]將40?5(^丨％的F220電熔剛玉粉、48?58?丨％的F600電熔剛玉粉、Iwt %的直徑I ±0.5 μ m的球形Al2O3及Iwt %的T12加入到球磨罐中，球混2.0?2.5小時(shí)，得到芯料粉；
[0037]將重量為芯料粉重量15?20%的增塑劑加入到攪拌器中，增塑劑由93wt%石蠟，5%蜂蠟和2wt%的高壓聚乙烯組成，將攪拌器加熱至115±5°C，待增塑劑熔化后，加入芯料粉攪拌20小時(shí)；
[0038](2)型芯壓制
[0039]在型芯壓注機(jī)上壓制型芯，模具溫度控制在25?30°C，漿料料溫控制在95?105°C，保壓時(shí)間45s。
[0040]經(jīng)檢測，本方法制備的氧化鋁型芯料漿的流動(dòng)性為170°?190° ;該型芯經(jīng)燒制后，其燒結(jié)收縮為0.4%?0.5%。
[0041]實(shí)施例3
[0042](I)氧化鋁型芯漿料的制備
[0043]將40?5(^七％的F220電熔剛玉粉、44?54?七％的F600電熔剛玉粉、5?七％的直徑1±0.5 μ m的球形Al2O3及Iwt %的T12加入到球磨罐中，球混2.5?3小時(shí)，得到芯料粉；
[0044]將重量為芯料粉重量15?20%的增塑劑加入到攪拌器中，增塑劑由93wt%石蠟，5%蜂蠟和2wt%的高壓聚乙烯組成，將攪拌器加熱至115±5°C，待增塑劑熔化后，加入芯料粉攪拌25小時(shí)；
[0045](2)型芯壓制
[0046]在型芯壓注機(jī)上壓制型芯，模具溫度控制在25?30°C，漿料料溫控制在95?105°C，保壓時(shí)間55s。
[0047]經(jīng)檢測，本方法制備的氧化鋁型芯料漿的流動(dòng)性為250°?270° ;該型芯經(jīng)燒制后，其燒結(jié)收縮為0.45%?0.55%。
【權(quán)利要求】
1.一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)氧化鋁型芯漿料的制備 將Ti02、電熔剛玉粉和直徑I ±0.5 μ m的球形Al2O3加入到球磨罐中，混合2?3小時(shí)，得到芯料粉； 將增塑劑放入攪拌器中，加熱至115±5°C，待增塑劑熔化后，加入芯料粉并保持該溫度攪拌20?25小時(shí)，得到氧化鋁型芯漿料； (2)型芯壓制 將漿料注入型芯壓注機(jī)的模具中壓制成型，壓制時(shí)間45?55s，得到型芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，其特征在于，步驟(I)所述的球形A1203、電熔剛玉粉和T12的質(zhì)量百分含量分別為(1^-5^):(94%-98 % ):1!%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，其特征在于，步驟(I)所述的電熔剛玉粉由F220型電熔剛玉粉和F600型電熔剛玉粉組成；其中，F(xiàn)220型電熔剛玉粉占芯料粉重量的40?50%，F(xiàn)600型電熔剛玉粉占芯料粉重量的44?58%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，其特征在于，步驟(1)所述的增塑劑重量為芯料粉重量15?20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，其特征在于，步驟(2)所述的模具，需控制其溫度在25?35°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善氧化鋁型芯漿料流動(dòng)性的方法，其特征在于，步驟(2)所述的漿料，需控制其料溫在95?105°C。
【文檔編號(hào)】C04B35/63GK104446388SQ201410628346
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】張世東, 劉艷, 鄒建波, 孫長波 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司