CN103386703B - 一种陶瓷型芯的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种陶瓷型芯的成型方法，所述陶瓷型芯的侧壁上至少具有一个开口部，所述方法包括如下步骤：设计一个包含内模和外模的模具，所述内模和外模在所述开口部所对应的位置具有一个小于所述陶瓷型芯的侧壁厚度的间隙；在所述模具中填充陶瓷型芯浆料压制陶瓷型芯坯体，在所述开口部形成与所述陶瓷型芯的侧壁一体成型的薄壁；将压制的型芯坯体烧结成型；将所述薄壁去除，得到所述陶瓷型芯。本发明所提供的上述方法，通过在所述开口部设置薄壁结构，可以对开口部进行补强，可有效防止陶瓷型芯烧结时变形、裂纹、断裂。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷型芯的成型方法，尤其是一种可防止陶瓷型芯的成型过程中，陶瓷型芯烧结变形、断裂的方法。
背景技术
陶瓷型芯广泛应用于精密铸造领域，用于形成零件内部的孔或者腔，中国发明专利申请公开说明书CN102079653A中公开了一种航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法，包括下列步骤：第一步、粉料的混合；第二步、制备浆料；第三步、压制成型；第四步、烧结。
其中，第二步、制浆过程为：将增塑剂溶化后搅拌状态下分次加入粉料等，均匀搅拌一定时间得到浆料。而第四步烧结过程为：将型芯坯体放入填料中，采用一定的焙烧制度将坯体中的增塑剂脱除，继续升温使坯体发生晶型转变从而具备一定的强度。在烧结过程中由于增塑剂的脱除和坯体内部晶型的转变，型芯会发生体积变化而引起变形、裂纹、断裂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种陶瓷型芯的成型方法，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种陶瓷型芯的成型方法，所述陶瓷型芯的侧壁上至少具有一个开口部，所述方法包括如下步骤：
步骤1，设计陶瓷型芯模具：
设计一个包含内模和外模的模具，所述内模和外模在所述开口部所对应的位置具有一个小于或等于所述陶瓷型芯的侧壁的厚度的间隙；
步骤2，压制陶瓷型芯：
在所述模具中填充陶瓷型芯浆料压制陶瓷型芯坯体，在所述开口部形成与所述陶瓷型芯的侧壁一体成型的薄壁；
步骤3，型芯造型烧结：将步骤2压制的型芯坯体烧结成型；
步骤4，型芯修整：将所述薄壁去除，得到所述陶瓷型芯。
优选地，所述步骤2中，在压制陶瓷型芯之前，将预先制备的加强物放入所述间隙中，在所述模具中填充陶瓷型芯浆料压制陶瓷型芯坯体，将所述加强物埋在所述开口部形成的与所述陶瓷型芯的侧壁一体成型的薄壁的内部。
优选地，所述加强物为预先烧结成型的陶瓷材料或其他陶瓷耐火材料，如石英玻璃管、多孔二氧化硅陶瓷等。
优选地，所述侧壁厚度大于等于2mm时，所述薄壁的厚度为所述侧壁厚度的1/10～1/2；所述侧壁厚度小于2mm时，所述薄壁的厚度为所述侧壁厚度的1/5～1。
优选地，所述薄壁的厚度为1～2mm。
本发明所提供的上述方法，通过在所述开口部设置薄壁结构，可以对开口部进行补强，可有效防止陶瓷型芯烧结时变形、裂纹、断裂。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是根据本发明的陶瓷型芯的成型方法的一个具体实施例的陶瓷型芯的结构示意图；
图2显示的是图1中所示一个开口部位置的局部剖视图；
图3显示的陶瓷型芯模具在开口部所对应的位置的剖面示意图；
图4显示的是陶瓷型芯坯体压制完成之后的局部剖视示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
图1显示的是根据本发明的陶瓷型芯的成型方法的一个具体实施例的陶瓷型芯的结构示意图，图示陶瓷型芯为一种用于铸造航空发动机的机匣气腔的陶瓷型芯，该陶瓷型芯的侧壁1上具有至少一个开口部2，图中示出的开口部2有多个，烧结时这些开口部2容易在开口直角转弯处开裂，容易由于各向体积变化不均引起变形。图2显示的是图1中所示一个开口部2位置的局部剖视图，清楚显示了所述开口部2的结构。
为避免上述开口部2在陶瓷型芯烧结过程中变形、裂纹、断裂，本发明的方法包括如下步骤：
步骤1，设计陶瓷型芯模具：
设计一个包含内模31和外模32的模具3，如图3所示，其中显示的陶瓷型芯模具在开口部2所对应的位置的剖面示意图，也就是说，内模31和外模32在所述开口部2所对应的位置具有一个小于或等于所述陶瓷型芯的侧壁1的厚度的间隙21。
步骤2，压制陶瓷型芯：
在所述模具3中填充陶瓷型芯浆料5压制陶瓷型芯坯体，如图3所示。从而在所述开口部2形成与所述陶瓷型芯的侧壁1一体成型的薄壁22，如图4所示，其中显示的是陶瓷型芯坯体压制完成之后的局部剖视示意图。本步骤中陶瓷型芯浆料5可以采用背景技术部分同样的配比成分，也可以采用本领域技术人员可以获得的任何一种浆料成分，并不影响本发明的实质。
步骤3，型芯造型烧结：将步骤2压制的型芯坯体烧结成型。
步骤4，型芯修整：将所述薄壁22去除，得到所述陶瓷型芯。
上述方法中，为了避免陶瓷型芯烧结过程中变形、裂纹、断裂，特别在容易损坏的开口部2的位置，在形成型芯胚体的时候设置了薄壁22，从而对开口部2进行了补强，陶瓷型芯在烧结时可能出现的问题可以得到缓解和避免。当烧结结束后，这些薄壁22由于厚度比侧壁1小，因此很容易通过敲击、刀具切割、打磨等机械加工的手段去除，从而将开口部2露出来。
在一个具体实施例中，为了避免薄壁22去除时对旁边的侧壁1造成影响，当所述侧壁1厚度大于等于2mm时，设定所述薄壁22的厚度为所述侧壁1厚度的1/10～1/2，这样就可以使得薄壁22的强度要远小于侧壁1，因此二者之间容易形成破损界面，不至于在去除薄壁22的时候在二者之间形成锯齿结构，造成机械加工困难增加成本。在另一个具体实施例中，所述侧壁1厚度小于2mm时，所述薄壁22的厚度为所述侧壁1厚度的1/5～1，在这种情况下，即便所述薄壁22的厚度与所述侧壁1厚度相等，因所述侧壁1厚度很小，所以在去除薄壁22的时候，也可以很容易的在二者之间形成破损界面，并且不会对所述侧壁1的结构造成影响。在另一个具体实施例中，所述薄壁22的厚度为1～2mm即可保证对开口部2形成足够的补强作用，可以有效避免断裂、裂纹以及变形，同时，这样薄的厚度很容易去除，可以有效降低后继加工工艺要求以及节约后续加工时间。
在另一个具体实施例中，还可以在步骤2中，在压制陶瓷型芯之前，将预先制备的加强物（图中未示出）放入间隙21中，在模具3中填充陶瓷型芯浆料5压制陶瓷型芯坯体，将所述加强物埋在所述开口部2形成的与所述陶瓷型芯的侧壁1一体成型的薄壁22的内部。也就是说，在前述的实施例中，薄壁22是采用与侧壁1同样的浆料5一体形成的，而本实施例中，薄壁22中填充了加强物。所述加强物可以为预先烧结成型的陶瓷材料或其他陶瓷耐火材料，如石英玻璃管、多孔二氧化硅陶瓷等。本实施通过加入额外的加强物，一方面可以提高薄壁22的强度，另一方面，由于添加的加强物毕竟是与浆料5属于不同的物质，容易在加强物和侧壁1之间形成破损界面，更加有利于后续机械加工去除薄壁22。
总之，本发明所提供的上述方法，通过在所述开口部设置薄壁结构，可以对开口部进行补强，可有效防止陶瓷型芯烧结时变形、裂纹、断裂。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种陶瓷型芯的成型方法，所述陶瓷型芯的侧壁上至少具有一个开口部，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1，设计陶瓷型芯模具：
设计一个包含内模和外模的模具，所述内模和外模在所述开口部所对应的位置具有一个小于或等于所述陶瓷型芯的侧壁的厚度的间隙；
步骤2，压制陶瓷型芯：
在所述模具中填充陶瓷型芯浆料压制陶瓷型芯坯体，在所述开口部形成与所述陶瓷型芯的侧壁一体成型的薄壁；
步骤3，型芯造型烧结：将步骤2压制的型芯坯体烧结成型；
步骤4，型芯修整：将所述薄壁去除，得到所述陶瓷型芯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，在压制陶瓷型芯之前，将预先制备的加强物放入所述间隙中，在所述模具中填充陶瓷型芯浆料压制陶瓷型芯坯体，将所述加强物埋在所述开口部形成的与所述陶瓷型芯的侧壁一体成型的薄壁的内部。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加强物为预先烧结成型的陶瓷材料或其他陶瓷耐火材料。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述侧壁厚度大于等于2mm时，所述薄壁的厚度为所述侧壁厚度的1/10～1/2；所述侧壁厚度小于2mm时，所述薄壁的厚度为所述侧壁厚度的1/5～1。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述薄壁的厚度为1～2mm。
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