CN102632200B - 一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,属于高温合金技术领域,其特征在于:首先制备预置陶瓷型芯,将预置陶瓷型芯的一部分浸涂一薄层蜡,一部分保持原样,然后将处理后的预置陶瓷型芯放入叶片陶瓷型芯模具中进行压制整体陶瓷型芯,最后将整体陶瓷型芯进行烧结制得成品。通过预置陶瓷型芯的自由端,可充分释放整体陶瓷型芯烧结过程中产生的应力,有效避免了陶瓷型芯的断裂现象产生,适于工业应用。
Description
技术领域
本发明属于高温合金技术领域,特别涉及燃气轮机叶片陶瓷型芯的制备工艺。
背景技术
燃气轮机具有高功率、高热效率、体积质量小、低污染等优点,在大型火力发电、水面舰船、航空、化工工业等领域应用非常广泛。
先进的燃气轮机是动力的核心设备,是一个国家工业基础水平的标志,代表一个国家的综合装备技术水平。燃气轮机最关键的热端部件是涡轮叶片,为了提高燃机的热效率,涡轮叶片前进气温度越来越高。涡轮叶片通常采用耐高温材料-----高温合金制成,尽管如此,涡轮叶片进气温度已接近或超过合金的熔点,因此,在现在所有的燃机叶片中都采用空气冷却技术。空气冷却效果的高低与叶片的气冷结构有密切关系,为了追求更高的气体冷却效果,叶片的空心结构也越来越复杂,在这个冷却结构中存在纵横交错的换热肋、扰流柱及各种沟槽结构。通常,燃机叶片采用精密铸造方法制备,复杂空心结构采用陶瓷型芯来形成。空心叶片用陶瓷型芯由于结构的复杂性使得其在烧结过程中在尺寸相差悬殊处非常容易断裂,见图一,这使得陶瓷型芯的合格率大为降低,生产成本也大大提高。因此,如何解决陶瓷型芯尺寸差别大的连接处断裂问题是生产中急需解决的问题。
发明内容
发明目的:
本发明涉及一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其目的是开发出一种合理可行的防陶瓷型芯开裂工艺方法,满足高复杂程度陶瓷型芯高合格率的需求。
技术方案:
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:在叶片用整体陶瓷型芯的易开裂处设置预置陶瓷型芯;制备预置陶瓷型芯时,将预置陶瓷型芯的一端浸涂一薄层蜡,另一端保持原样,浸涂薄蜡层的一端为自由端,另一端为固定端;然后将处理后的预置陶瓷型芯放入叶片用整体陶瓷型芯模具中进行压制得整体陶瓷型芯,最后将整体陶瓷型芯进行烧结制得成品。
预置陶瓷型芯为二氧化硅基陶瓷型芯、氧化铝基陶瓷型芯或纯石英玻璃管。
预置陶瓷型芯的直径与过渡段最窄处直径相等或比其小1%-5%,长度比整体过渡段略长3-5毫米。
预置陶瓷型芯的一端进行涂蜡处理,其长度为预置陶瓷型芯整体长度的四分之一到二分之一,其余部分不涂蜡。
预置陶瓷型芯采用软固定技术,具体为:在预置陶瓷型芯中间部分套设有一固定环,固定环的材质为聚乙烯,预置陶瓷型芯用固定环固定在整体陶瓷型芯模具中。
在整体陶瓷型芯模具中,在预置陶瓷型芯的固定环位置留一沟槽,该沟槽外形尺寸比固定环大1%-5%,固定环容易放置在沟槽里。
所述整体陶瓷型芯为二氧化硅基陶瓷型芯或氧化铝基陶瓷型芯。
二氧化硅基陶瓷型芯的烧结工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1150℃-1190℃,时间3-5小时。
氧化铝基陶瓷型芯的烧结工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1480℃-1500℃,时间3-5小时。
整体陶瓷型芯烧结后要进行高温强化和低温强化,具体工艺过程为:陶瓷型芯烧结后,将型芯浸入含有SiO2为20%-30%的硅酸乙脂或硅溶胶中,时间0.5-1小时,然后在空气中干燥,完成高温强化过程;低温强化是将高温强化后的陶瓷型芯浸入低温强化剂中,浸泡时间为0.5-1小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在120℃-160℃烘干1-3小时,完成低温强化过程;低温强化剂由环氧树脂、固化剂聚酰胺与稀释剂丙酮组成,环氧树脂与固化剂聚酰胺的质量比介于1:1-1:2之间,稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的60-80%。
优点及效果:
本发明涉及一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,具有如下优点:
(1)、通过预置陶瓷型芯的自由端,可充分释放整体陶瓷型芯烧结过程中产生的应力,进而有效避免了陶瓷型芯断裂现象的产生;
(2)、整体陶瓷型芯烧结后具有较高的成品率,在陶瓷型芯过渡处基本没有开裂现象。
附图说明
图1为整体陶瓷型芯结构示意图;
图2为过渡段预置陶瓷型芯结构示意图。
其他证明材料中的照片1为本发明陶瓷型芯(含过渡段)照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的说明,但本发明的保护范围不受实施例的限制。
本发明的原理是在叶片整体陶瓷型芯的易开裂处设置与易开裂处(整体陶瓷型芯最窄处的过渡段)等径或比过渡段直径小1%-5%的预置陶瓷型芯,预置陶瓷型芯的一端为自由端,一端为固定端。通过预置陶瓷型芯自由端,可充分释放整体陶瓷型芯烧结过程中产生的应力,进而避免陶瓷型芯的断裂现象产生。
一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,如图1和图2中所示,其特征在于:在叶片用整体陶瓷型芯1的易开裂处设置预置陶瓷型芯2;制备预置陶瓷型芯2时,将预置陶瓷型芯2的一端浸涂一薄层蜡,另一端保持原样,浸涂薄蜡层的一端为自由端3,另一端为固定端;然后将处理后的预置陶瓷型芯2放入叶片用整体陶瓷型芯模具中进行压制得整体陶瓷型芯1,最后将整体陶瓷型芯1进行烧结制得成品。
预置陶瓷型芯2为二氧化硅基陶瓷型芯、氧化铝基陶瓷型芯或纯石英玻璃管。
预置陶瓷型芯2的直径与过渡段最窄处直径相等或比其小1%-5%,长度比整体过渡段略长3-5毫米。
预置陶瓷型芯的一端进行涂蜡处理,其长度约为预置陶瓷型芯2整体长度的四分之一到二分之一,其余部分不涂蜡。
预置陶瓷型芯2采用软固定技术,具体为:在预置陶瓷型芯2中间部分套设有一固定环,固定环的材质为聚乙烯等,预置陶瓷型芯2用固定环固定在整体陶瓷型芯模具中。
在整体陶瓷型芯模具中,在预置陶瓷型芯2的固定环位置留一沟槽,该沟槽外形尺寸比固定环稍大,这样固定环容易放置在沟槽里。
所述整体陶瓷型芯1为二氧化硅基陶瓷型芯或氧化铝基陶瓷型芯。
二氧化硅基陶瓷型芯的烧结工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1150℃-1190℃,时间3-5小时。
氧化铝基陶瓷型芯的烧结工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1480℃-1500℃,时间3-5小时。
整体陶瓷型芯1烧结后要进行高温强化和低温强化,具体工艺过程为:陶瓷型芯烧结后,将型芯浸入含有SiO2为20%-30%的硅酸乙脂或硅溶胶中,时间0.5-1小时,然后在空气中干燥,完成高温强化过程;低温强化是将高温强化后的陶瓷型芯浸入低温强化剂即环氧树脂(稀释剂为丙酮,固化剂为聚酰胺)中,浸泡时间为0.5-1小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在120℃-160℃烘干1-3小时,完成低温强化过程;低温强化剂由环氧树脂、固化剂聚酰胺与稀释剂丙酮组成,环氧树脂与固化剂聚酰胺的质量比为1:1-1:2,稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的60-80%。
实施例1
预置陶瓷型芯与整体陶瓷粉料配比为:细65%SiO2粉320目+粗35%SiO2粉200目;矿化剂为Al2O3粉,320目,占陶瓷粉料的15%;增塑剂的配比为: 石蜡75%,蜂蜡20%,聚乙烯5%;增塑剂占总粉料(陶瓷粉料+矿化剂)的15%;陶瓷粉料采用球磨方式进行混料,磨球为氧化铝陶瓷球,球料比为2:1,球磨时间为10小时;然后制备陶瓷料浆,浆料温度为140℃。首先制备预置陶瓷型芯,成型采用注射成型的方式成型,注射成型压力为1.0MPa,预置陶瓷型芯与整体陶瓷型芯的最窄处过渡直径相等且长5毫米,预置陶瓷型芯成型后进行烧结。然后将预置陶瓷型芯(烧结后)的三分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端,余下的部分保持预置陶瓷型芯原样,在预置陶瓷型芯中间部位置套一固定环用于整体陶瓷型芯成型时固定预置陶瓷型芯用,环的材质为聚乙烯,将套好固定环的预置陶瓷型芯放置在整体陶瓷型芯模具相应位置的沟槽中;然后采用注射成型法压制整体陶瓷型芯,陶瓷浆料温度为140℃,注射成型压力为1.0MPa;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结,具体的工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1180℃,时间3小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为20%的硅酸乙脂中,时间0.5小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂与聚酰胺的丙酮溶液中,环氧树脂与聚酰胺的比例为1:1(质量比),稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的80%,浸泡时间为0.5小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在160℃烘干1小时,完成低温强化,最后,制得成品陶瓷型芯见其他文件中的参考照片。
实施例2
预置陶瓷型芯与整体陶瓷粉料配比为:细65%Al2O3粉320目+粗35% Al2O3粉200目;矿化剂为Al2O3+SiO2粉,320目,占陶瓷粉料的15%;增塑剂的配比为: 石蜡75%,蜂蜡20%,聚乙烯5%;增塑剂占总粉料(陶瓷粉料+矿化剂)的15%;陶瓷粉料采用球磨方式进行混料,磨球为氧化铝陶瓷球,球料比为2:1,球磨时间为10小时;然后制备陶瓷料浆,浆料温度为140℃。首先制备预置陶瓷型芯,成型采用注射成型的方式成型,注射成型压力为1.0MPa,预置陶瓷型芯的长度比整体陶瓷型芯最窄处过渡段长5毫米,直径则小5%,预置陶瓷型芯成型后进行烧结,制得成品。然后将预置陶瓷型芯(烧结后)的三分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端,余下的部分保持预置陶瓷型芯原样,在预置陶瓷型芯中间部位置套一固定环用于整体陶瓷型芯成型时固定预置陶瓷型芯用,环的材质为聚乙烯,将套好固定环的预置陶瓷型芯放置在整体陶瓷型芯模具相应位置的沟槽中;然后采用注射成型法压制整体陶瓷型芯,陶瓷浆料预热温度为140℃,注射成型压力为1.0MPa;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结,具体的工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1480℃,时间3小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为30%的硅溶胶中,时间0.5小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂与聚酰胺的丙酮溶液中,环氧树脂与聚酰胺的比例为1:2(质量比),稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的60%,浸泡时间为0.5小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在160℃烘干1小时,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例3
首先选用石英玻璃管作为预置陶瓷型芯,预置陶瓷型芯的长度比整体陶瓷型芯最窄处过渡段长5毫米,直径与最窄处相等,将预置陶瓷型芯的三分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端,余下的部分保持预置陶瓷型芯原样,在预置陶瓷型芯中间部位置套一固定环用于整体陶瓷型芯成型时固定预置陶瓷型芯用,环的材质为聚乙烯,将套好固定环的预置陶瓷型芯放置在整体陶瓷型芯模具相应位置的沟槽中;然后采用注射成型法压制整体陶瓷型芯,整体陶瓷粉料配比为:细65%Al2O3粉320目+粗35% Al2O3粉200目;矿化剂为Al2O3+SiO2粉,320目,占陶瓷粉料的15%;增塑剂的配比为: 石蜡75%,蜂蜡20%,聚乙烯5%;增塑剂占总粉料(陶瓷粉料+矿化剂)的15%;陶瓷粉料采用球磨方式进行混料,磨球为氧化铝陶瓷球,球料比为2:1,球磨时间为10小时;然后制备陶瓷料浆,浆料预热温度为140℃,注射成型压力为1.0MPa,整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结,具体的工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1480℃,时间4小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为25%的硅溶胶中,时间0.5小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂与聚酰胺的丙酮溶液中,环氧树脂与聚酰胺的比例为1:1(质量比),稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的80%,浸泡时间为1小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在140℃烘干2小时,完成低温强化,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例4
首先选用石英玻璃管作为预置陶瓷型芯,预置陶瓷型芯的长度比整体陶瓷型芯最窄处过渡段长5毫米,直径为最窄处的98%,将预置陶瓷型芯的三分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端,余下的部分保持预置陶瓷型芯原样,在预置陶瓷型芯中间部位置套一固定环用于整体陶瓷型芯成型时固定预置陶瓷型芯用,环的材质为聚乙烯,将套好固定环的预置陶瓷型芯放置在整体陶瓷型芯模具相应位置的沟槽中;然后采用注射成型法压制整体陶瓷型芯,整体陶瓷粉料配比为:细65% SiO2粉320目+粗35% SiO2粉200目;矿化剂为Al2O3+SiO2粉,320目,占陶瓷粉料的15%;增塑剂的配比为: 石蜡75%,蜂蜡20%,聚乙烯5%; 增塑剂占总粉料(陶瓷粉料+矿化剂)的15%;陶瓷粉料采用球磨方式进行混料,磨球为氧化铝陶瓷球,球料比为2:1,球磨时间为10小时;然后制备陶瓷料浆,浆料预热温度为140℃,注射成型压力为1.0MPa,整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结,具体的工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1180℃,时间4小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为30%的硅溶胶中,时间0.5小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂与聚酰胺的丙酮溶液中,环氧树脂与聚酰胺的比例为1:1(质量比),稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的70%,浸泡时间为1小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在120℃烘干3小时,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例5
选用石英玻璃管作为预置陶瓷型芯,预置陶瓷型芯的长度比整体陶瓷型芯最窄处过渡段长3毫米且与最窄处等径,将预置陶瓷型芯的三分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端,余下的部分保持预置陶瓷型芯原样,在预置陶瓷型芯中间部位置套一固定环用于整体陶瓷型芯成型时固定预置陶瓷型芯用,环的材质为聚乙烯,将套好固定环的预置陶瓷型芯放置在整体陶瓷型芯模具相应位置的沟槽中;然后采用注射成型法压制整体陶瓷型芯,整体陶瓷粉料配比为:细65% SiO2粉320目+粗35% SiO2粉200目;矿化剂为ZrSiO4粉,320目,占陶瓷粉料的15%;增塑剂的配比为: 石蜡75%,蜂蜡20%,EVA5%; 增塑剂占总粉料(陶瓷粉料+矿化剂)的15%;陶瓷粉料采用球磨方式进行混料,磨球为氧化铝陶瓷球,球料比为2:1,球磨时间为10小时;然后制备陶瓷料浆,浆料预热温度为140℃,注射成型压力为1.0MPa,整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结,具体的工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1190℃,时间5小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为20%的硅酸乙酯中,时间1小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂与聚酰胺的丙酮溶液中,环氧树脂与聚酰胺的比例为1:2(质量比),稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的75%,浸泡时间为0.5小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在130℃烘干2小时,完成低温强化,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例6
预置陶瓷型芯的直径比整体陶瓷型芯的最窄处过渡段直径小5%,长度比过渡段长4毫米;将预置陶瓷型芯(烧结后)的二分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结时,终烧温度为1150℃,时间5小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化时,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为30%的硅溶胶中,时间1小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂(稀释剂为丙酮,固化剂为聚酰胺)中,时间为1小时,其他工艺条件同实施例1,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例7
预置陶瓷型芯的直径比整体陶瓷型芯的最窄处过渡段直径小1%,长度比过渡段长3毫米;将预置陶瓷型芯(烧结后)的四分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结时,终烧温度为1190℃,时间4小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化时,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为25%的硅酸乙酯中,时间0.8小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂(稀释剂为丙酮,固化剂为聚酰胺)中,时间为0.7小时,其他工艺条件同实施例1,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例8
预置陶瓷型芯的长度比整体陶瓷型芯最窄处过渡段长5毫米,直径则小5%;将预置陶瓷型芯(烧结后)的四分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结时,终烧温度为1500℃,时间4小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为20%的硅酸乙脂中,时间1小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入热固性环氧树脂(稀释剂为丙酮,固化剂为聚酰胺)中,时间为1小时,其他工艺条件同实施例2,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例9
预置陶瓷型芯的长度比整体陶瓷型芯最窄处过渡段长4毫米,直径则小1%;将预置陶瓷型芯(烧结后)的二分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结时,终烧温度为1490℃,时间5小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为25%的硅酸乙脂中,时间0.7小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入热固性环氧树脂(稀释剂为丙酮,固化剂为聚酰胺)中,时间为0.6小时,其他工艺条件同实施例2,最后,制得成品陶瓷型芯。
实施例10
预置陶瓷型芯的直径比整体陶瓷型芯的最窄处过渡段直径小3%,长度比过渡段长3.5毫米;将预置陶瓷型芯(烧结后)的二分之一长度浸涂一薄层石蜡做为自由端;整体陶瓷型芯成型后将其进行烧结时,终烧温度为1170℃,时间3小时;整体陶瓷型芯烧结后进行高温强化和低温强化时,将整体陶瓷型芯浸入含有SiO2为20%的硅溶胶中,时间0.6小时,然后在空气中干燥,完成高温强化;将高温强化后的陶瓷型芯浸入环氧树脂与聚酰胺的丙酮溶液中,时间为0.8小时,其他工艺条件同实施例1,最后,制得成品陶瓷型芯。
Claims (9)
1.一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:在叶片用整体陶瓷型芯(1)的易开裂处设置预置陶瓷型芯(2);制备预置陶瓷型芯(2)时,将预置陶瓷型芯(2)的一端浸涂一薄层蜡,另一端保持原样,浸涂薄蜡层的一端为自由端(3),另一端为固定端;然后将处理后的预置陶瓷型芯(2)放入叶片用整体陶瓷型芯模具中进行压制得整体陶瓷型芯(1),最后将整体陶瓷型芯(1)进行烧结制得成品;预置陶瓷型芯(2)的直径与整体陶瓷型芯过渡段最窄处直径相等或比其小1%-5%,长度比整体过渡段长3-5毫米;通过预置陶瓷型芯的自由端,该自由端可充分释放整体陶瓷型芯烧结过程中产生的应力,进而有效避免了陶瓷型芯断裂现象的产生。
2.根据权利要求1所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:预置陶瓷型芯(2)为二氧化硅基陶瓷型芯、氧化铝基陶瓷型芯或纯石英玻璃管。
3.根据权利要求1所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:预置陶瓷型芯的一端进行涂蜡处理,其长度为预置陶瓷型芯(2)整体长度的四分之一到二分之一,其余部分不涂蜡。
4.根据权利要求1所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:预置陶瓷型芯(2)采用软固定技术,具体为:在预置陶瓷型芯(2)中间部分套设有一固定环,固定环的材质为聚乙烯,预置陶瓷型芯(2)用固定环固定在整体陶瓷型芯模具中。
5.根据权利要求4所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:在整体陶瓷型芯模具中,在预置陶瓷型芯(2)的固定环位置留一沟槽,该沟槽外形尺寸比固定环大1%-5%。
6.根据权利要求1所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:所述整体陶瓷型芯(1)为二氧化硅基陶瓷型芯或氧化铝基陶瓷型芯。
7.根据权利要求6所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:二氧化硅基陶瓷型芯的烧结工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1150℃-1190℃,时间3-5小时。
8.根据权利要求6所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:氧化铝基陶瓷型芯的烧结工艺为:陶瓷型芯脱蜡阶段采用低温缓慢升温烧结,升温速度小于3℃/分钟,升至500℃时保温1小时,快速升温至900℃,升温速度为10℃/分钟,保温时间1小时,然后快速升温至终烧温度,升温速度为10℃/分钟;终烧温度为1480℃-1500℃,时间3-5小时。
9.根据权利要求1所述的一种燃机叶片用陶瓷型芯防开裂工艺方法,其特征在于:整体陶瓷型芯(1)烧结后要进行高温强化和低温强化,具体工艺过程为:陶瓷型芯烧结后,将型芯浸入含有SiO2为20%-30%的硅酸乙脂或硅溶胶中,时间0.5-1小时,然后在空气中干燥,完成高温强化过程;低温强化是将高温强化后的陶瓷型芯浸入低温强化剂中,浸泡时间为0.5-1小时,然后取出在空气中干燥,干燥后在120℃-160℃烘干1-3小时,完成低温强化过程;低温强化剂由环氧树脂、固化剂聚酰胺与稀释剂丙酮组成,环氧树脂与固化剂聚酰胺的质量比介于1:1-1:2之间,稀释剂丙酮占低温强化剂总体积的60-80%。
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