本發(fā)明公開了一種高孔隙率水溶性陶瓷型芯及其制備方法，屬于精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輕量化是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，采用輕質(zhì)材料和輕體結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)輕量化的兩個主要途徑，因此，裝備的輕量化涉及材料和結(jié)構(gòu)兩個方面。在材料方面，近年來，傳統(tǒng)的鋼、鐵件正在逐步減少份額，以鋁、鎂合金為代表的輕質(zhì)合金的應(yīng)用、發(fā)展取得了長足的進(jìn)步；在結(jié)構(gòu)方面，以往通過多個零件組合實(shí)現(xiàn)的功能逐漸采用單一零件來實(shí)現(xiàn)，以鑄代鍛、以鑄代鉚減少了零件數(shù)量，降低裝備重量，同時也提高了裝備的可靠性。
這些變化通常使零件具有更復(fù)雜的外形和異形結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔，給鑄件生產(chǎn)帶來新的挑戰(zhàn)。一方面，由于鋁、鎂合金澆注溫度低，采用樹脂砂芯形成內(nèi)腔時，澆注后型芯的潰散性差，清理時不易出砂；另一方面，復(fù)雜內(nèi)腔通常需要由多個型芯組合才能形成，工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且型芯組合時產(chǎn)生的偏差，影響鑄件的精度。
采用水溶性型芯能夠很好地解決上述的這些問題，而且在鑄件澆注時不產(chǎn)生有害氣體，清理時方便快捷，無振動與噪音，鑄件成形后可采用水力清理將型芯溶解去除，得到具有潔凈光滑內(nèi)表面和良好尺寸精度的鑄件，同時節(jié)省勞力并改善鑄造車間的環(huán)境衛(wèi)生。
目前使用較廣泛的水溶性型芯有尿素型芯、水溶性鹽芯。但都有較顯著的缺點(diǎn)：尿素型芯表面質(zhì)量差、發(fā)氣量大，易產(chǎn)生氣孔缺陷；而鹽芯的低強(qiáng)度、低耐熱性和易脆性等特點(diǎn)使其在合金精密鑄造中的應(yīng)用受到極大的限制。以耐火材料為主體的水溶性陶瓷型芯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐火度和化學(xué)穩(wěn)定性，同時，具有較好的水溶性，可以有效地避免苛刻的脫芯條件對鋁合金鑄件造成的損害，因此在鋁合金精密鑄造中得到大量的應(yīng)用。
以耐火材料為主體的水溶性陶瓷型芯，有望獲得較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐火度和化學(xué)穩(wěn)定性，以及較好的水溶性。這類水溶性陶瓷型芯主要以難溶耐火材料如氧化鋁、硅酸鋯、二氧化硅等為基材，可溶性無機(jī)鹽(氯化物、碳酸鹽或硫酸鹽等)為粘結(jié)劑，通過相應(yīng)的成型工藝制成。但由于通常采用壓制成形，以及在型芯燒結(jié)過程中無機(jī)鹽熔化產(chǎn)生的致密化效應(yīng)，影響了型芯在水中的潰散性。在型芯中適量加入造孔材料，提高其孔隙率，可提高型芯在水中的潰散性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種高孔隙率水溶性陶瓷型芯及其制備方法，
技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高孔隙率水溶性陶瓷型芯及其制備方法，
其原料組成為：電熔剛玉粉80-100份，NaCl 3-10份，K2CO3 9-20份，活性炭粉1-3份。
所述的電熔剛玉粉的粒度為300目，活性炭的粒度為200目。
本發(fā)明的高孔隙率水溶性陶瓷型芯的制備方法包括以下步驟：
1)將電熔剛玉粉、NaCl、K2CO3和活性炭放入烘箱中，在140℃-150℃的溫度2.5h-3h烘干；
2)按預(yù)先設(shè)定的比例稱取烘干的電熔剛玉粉、NaCl、K2CO3和活性炭；
3)將稱量好的原料裝入行星式球磨機(jī)的球磨罐，在350r/min-380r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1.5h-2h；
4)將混好的原料壓制成型，成型工藝為在6MPa-8MPa的壓力下保壓90s-120s，然后進(jìn)行脫模，得到坯體；
5)將壓制好的坯體埋入工業(yè)氧化鋁填料，按照90℃/小時-100℃/小時的加熱速度升溫，在725℃燒結(jié)1小時，得到型芯。
有益效果：相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)具有以下優(yōu)勢：本發(fā)明在水溶性陶瓷型芯配料中加入造孔材料，提高了陶瓷型芯的孔隙率，降低了致密度，可提高型芯在水中的溶解速度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1：
(1)將電熔剛玉粉、NaCl、K2CO3和活性炭放入烘箱中，在140℃-150℃的溫度2.5h-3h烘干；
(2)按預(yù)先設(shè)定的比例稱取烘干的電熔剛玉粉80份，NaCl 5份，K2CO3 15份，活性炭2份；
(3)將稱量好的原料裝入行星式球磨機(jī)的球磨罐，在350r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1.5h-2h；
(4)將混好的原料壓制成型，成型工藝為在6MPa-8MPa的壓力下保壓90s-120s，然后進(jìn)行脫模，得到坯體；
(5)將壓制好的試樣埋入工業(yè)氧化鋁填料，按照設(shè)定的加熱速度100℃/小時升溫，在725℃燒結(jié)1小時，得到型芯。
實(shí)施例2：
(1)將電熔剛玉粉、NaCl、K2CO3和活性炭放入烘箱中，在140℃-150℃的溫度2.5h-3h烘干；
(2)按預(yù)先設(shè)定的比例稱取烘干的電熔剛玉粉90份，NaCl 10份，K2CO3 20份，活性炭1份；
(3)將稱量好的原料裝入行星式球磨機(jī)的球磨罐，在380r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1.5h-2h；
(4)將混好的原料壓制成型，成型工藝為在6MPa-8MPa的壓力下保壓90s-120s，然后進(jìn)行脫模，得到坯體；
(5)將壓制好的試樣埋入工業(yè)氧化鋁填料，按照設(shè)定的加熱速度100℃/小時升溫，在725℃燒結(jié)1小時，得到型芯。
實(shí)施例3：
(1)將電熔剛玉粉、NaCl、K2CO3和活性炭放入烘箱中，在140℃-150℃的溫度2.5h-3h烘干；
(2)按預(yù)先設(shè)定的比例稱取烘干的電熔剛玉粉100份，NaCl 8份，K2CO3 10份，活性炭1份；
(3)將稱量好的原料裝入行星式球磨機(jī)的球磨罐，在360r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1.5h-2h；
(4)將混好的原料壓制成型，成型工藝為在6MPa-8MPa的壓力下保壓90s-120s，然后進(jìn)行脫模，得到坯體；
(5)將壓制好的試樣埋入工業(yè)氧化鋁填料，按照設(shè)定的加熱速度90℃/小時升溫，在725℃燒結(jié)1小時，得到型芯。
實(shí)施例4：
(1)將電熔剛玉粉、NaCl、K2CO3和活性炭放入烘箱中，在140℃-150℃的溫度2.5h-3h烘干；
(2)按預(yù)先設(shè)定的比例稱取烘干的電熔剛玉粉85份，NaCl 3份，K2CO320份，活性炭3份；
(3)將稱量好的原料裝入行星式球磨機(jī)的球磨罐，在350r/min的轉(zhuǎn)速下球磨1.5h-2h；
(4)將混好的原料壓制成型，成型工藝為在6MPa-8MPa的壓力下保壓90s-120s，然后進(jìn)行脫模，得到坯體；
(5)將壓制好的試樣埋入工業(yè)氧化鋁填料，按照設(shè)定的加熱速度95℃/小時升溫，在725℃燒結(jié)1小時，得到型芯。