CN104043770B - 一种烧结陶瓷型芯用填料粉 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所述填料粉是由细颗粒粉与陶瓷球混合而成，其中细颗粒粉与陶瓷球的质量比为3:1‑10:1。该填料粉在素坯脱蜡阶段具有一定的排蜡能力、烧结过程中具有较高的支撑能力保证成品陶瓷型芯无重力变形且具有一定的表面光洁度，能够提高陶瓷型芯生产过程中的合格率。
Description
技术领域
本发明属于精密铸造技术领域，特别涉及陶瓷型芯的制备技术。
背景技术
高温合金材质叶片和复杂结构铸件的内腔通常采用陶瓷型芯制备。陶瓷型芯一般采用注射成型方法制备素坯，然后在一定温度下进行烧结。在陶瓷型芯的烧结过程中，不论是在脱蜡阶段，还是在烧结阶段，常要求将型芯坯体用填料预埋。埋烧的目的是：提高型芯坯体周围温度场分布的均匀性和稳定性，避免表面辐射并减少温度波动；降低型芯坯体表面的压力梯度，避免型芯在脱蜡及烧结时的变形；降低型芯烧结过程中产生缺陷的可能性，提高烧结合格率。脱蜡阶段对填料的要求是：有足够大的比表面积，对蜡液有较好的润湿性，便于蜡液的渗透与蜡蒸气的逸出；能对坯体起承托作用，以防止蜡液熔化时坯体变形；不易粘结在型芯表面或易于从型芯表面去除。烧结阶段对填料的要求是：不会与型芯坯体发生任何化学反应，不会对坯体材料的相变产生不利影响，本身也不会发生相变；能对坯体起承托作用，避免型芯在烧结过程中因重力作用而变形；填料本身的烧结温度高于型芯的烧结温度，填料不会因随型芯的烧结而结块，使型芯难以取出；有适当的颗粒度，以保证型芯有符合设计要求的表面光洁度。
陶瓷型芯工业生产中，脱蜡与烧结通常一步完成，只能选用同时能满足脱蜡和烧结要求的同一种填料。一般可供选用的填料有经1200℃-1450℃煅烧的工业氧化铝粉，经800℃-1200℃煅烧的滑石粉、石英粉，经900℃煅烧的氧化镁粉等，填料粉如果过细，则不利于排蜡，容易粘接在型芯表面而不易清除，型芯合格率低；粉如果过粗，则排蜡效果不好，型芯表面质量下降。生产中的填料粉由于结构单一使陶瓷型芯经常出现粘砂、起泡、重力引起的变形等缺陷，因此，如何选择一种既具有好的排蜡效果、较强的支撑作用、也具有一定的表面光洁度及高的型芯合格率的填料粉是陶瓷型芯生产中需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种填料粉，该填料粉在素坯脱蜡阶段具有一定的排蜡能力、烧结过程中具有较高的支撑能力保证成品陶瓷型芯无重力变形且具有一定的表面光洁度，能够提高陶瓷型芯生产过程中的合格率。
本发明具体提供了一种烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所述填料粉是由细颗粒粉与陶瓷球混合而成，其中细颗粒粉与陶瓷球的质量比为3:1-10:1。
发明原理：
采用一定比例细粉与一定比例粗直径陶瓷球进行配比，使填料粉具有足够大的比表面积而拥有良好的排蜡能力及表面光洁度；同时，由于粗陶瓷球的加入使填料还具有良好的承托作用，填料本身烧结性差而不易结块，提高了陶瓷型芯的合格率。
本发明中，细颗粒粉为氧化铝粉、滑石粉、石英玻璃粉、氧化镁粉、锆英粉中的一种；细颗粒粉的目数为100目-300目。
本发明中，所述陶瓷球的材质为氧化铝、莫来石、锆英石、石英玻璃中的一种；陶瓷球的直径为0.5-2毫米。
本发明中，采用球磨方式混合细颗粒粉与陶瓷球，其中由细颗粒粉与陶瓷球组成的混合料粉与球磨用球的质量比为1:1-5:1，球磨用球为氧化铝球或石英玻璃球。
本发明中，所用球磨机的转速为100-600转/分钟，球磨时间10-50小时。
本发明中，最优的原料配比为：细颗粒粉与陶瓷球的质量比为4:1，其中细颗粒粉是目数为150目的氧化铝粉，陶瓷球是直径为0.5毫米的氧化铝球。
本发明还提供了所述烧结陶瓷型芯用填料粉的制备方法，其特征在于：将目数为100-300目的细颗粒粉与直径为0.5-2毫米的陶瓷球按照质量比为3:1-10:1进行混合，将混合料粉在球磨机中球磨10-50小时，球磨机的转速为100-600转/分钟，待陶瓷球均匀分布在细颗粒粉中后便制得填料粉。
作为优选的实施方式：将目数为150目的细颗粒粉与直径为0.5毫米的陶瓷球按照质量比为4:1的比例进行混合，将混合料粉在球磨机中球磨10-50小时，球磨机的转速为100-600转/分钟，待陶瓷球均匀分布在细颗粒粉中后便制得填料粉；其中细颗粒粉为氧化铝粉，陶瓷球的材质为氧化铝。
采用优选的参数可保证填料粉具有最优的综合性能，采用该填料可对坯体起很好的承托作用，避免了型芯在烧结过程中因重力作用而变形；填料不会随型芯的烧结而结块，型芯容易取出，破损少；适当的颗粒度，可保证型芯有符合设计要求的表面光洁度；型芯的综合成品率高。
附图说明
图1实施例1制得陶瓷型芯成品照片。
图2实施例2制得陶瓷型芯成品照片。
图3实施例3制得陶瓷型芯成品照片。
具体实施方式
实施例1
将一定比例的细颗粒粉与一定直径的陶瓷球进行合理配比，细颗粒粉与陶瓷球的质量比例为3:1；细颗粒粉为氧化铝粉，目数为100目；陶瓷球的材质为氧化铝，直径为0.5毫米；陶瓷球与细颗粒粉采用球磨方式混合，陶瓷球和细颗粒粉组成的混合料粉与球磨用球的质量比为1:1，球磨用球为氧化铝球，球磨机转速为300转/分钟，球磨时间10小时；将球磨好的填料粉装入匣钵，将制备好的陶瓷型芯放置在填料中，然后进行脱蜡，再升温至烧结温度对陶瓷型芯进行烧结，随炉冷却；冷却结束后对陶瓷型芯进行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在85％以上，表面非常光洁，见图1。
实施例2
将质量比例为5:1的石英粉与石英玻璃陶瓷球混合，其中石英粉的目数为200目；石英玻璃陶瓷球的直径为1毫米；石英粉与石英玻璃陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉与球磨用球的质量比为2:1，球磨用球为氧化铝球，球磨机转速为600转/分钟，球磨时间50小时；将球磨好的填料粉装入匣钵，将制备好的陶瓷型芯放置在填料中，然后进行脱蜡，再升温至烧结温度对陶瓷型芯进行烧结，随炉冷却；冷却结束后对陶瓷型芯进行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在85％以上，表面非常光洁，见图2。
实施例3
将质量比例为8:1的滑石粉与氧化铝陶瓷球混合，其中滑石粉的目数为150目；氧化铝陶瓷球的直径为0.5毫米；滑石粉与氧化铝陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉与球磨用球的质量比为2:1，球磨用球为氧化铝球，球磨机转速为600转/分钟，球磨时间20小时；将球磨好的填料粉装入匣钵，将制备好的陶瓷型芯放置在填料中，然后进行脱蜡，再升温至烧结温度对陶瓷型芯进行烧结，随炉冷却；冷却结束后对陶瓷型芯进行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在90％以上，表面非常光洁，见图3。
实施例4
将质量比例为10:1的氧化镁粉与石英玻璃陶瓷球混合，其中氧化镁粉的目数为100目；石英玻璃陶瓷球的直径为0.5毫米；氧化镁粉与石英玻璃陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉与球磨用球的质量比为3:1之间，球磨用球为氧化铝球，球磨机转速为600转/分钟，球磨时间20小时；将球磨好的填料粉装入匣钵，将制备好的陶瓷型芯放置在填料中，然后进行脱蜡，再升温至烧结温度对陶瓷型芯进行烧结，随炉冷却；冷却结束后对陶瓷型芯进行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在90％以上，。
实施例5
将质量比例为6:1的锆英粉与锆英石陶瓷球混合，其中锆英粉的目数为100目；锆英石陶瓷球的直径为1毫米；锆英粉与锆英石陶瓷球采用球磨方式混合，混合料粉与球磨用球的质量比为2:1，球磨用球为氧化铝球，球磨机转速为100转/分钟，球磨时间50小时；将球磨好的填料粉装入匣钵，将制备好的陶瓷型芯放置在填料中，然后进行脱蜡，再升温至烧结温度对陶瓷型芯进行烧结，随炉冷却；冷却结束后对陶瓷型芯进行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯成品率在90％以上。
实施例6
将一定比例的细颗粒粉与一定直径的陶瓷球进行合理配比，细颗粒粉与陶瓷球的质量比例为4:1；细颗粒粉为氧化铝粉，目数为150目；陶瓷球的材质为氧化铝，直径为0.5毫米；陶瓷球与细颗粒粉采用球磨方式混合，陶瓷球和细颗粒粉组成的混合料粉与球磨用球的质量比为1:1，球磨用球为氧化铝球，球磨机转速为300转/分钟，球磨时间10小时；将球磨好的填料粉装入匣钵，将制备好的陶瓷型芯放置在填料中，然后进行脱蜡，再升温至烧结温度对陶瓷型芯进行烧结，随炉冷却；冷却结束后对陶瓷型芯进行清理，制得陶瓷型芯成品，型芯表面非常光洁，成品率在95％以上。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所述填料粉是由细颗粒粉与陶瓷球混合而成，其中细颗粒粉与陶瓷球的质量比为3:1-10:1，所述细颗粒粉的目数为100目-300目，陶瓷球的直径为0.5-2毫米。
2.按照权利要求1所述烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所述细颗粒粉为氧化铝粉、滑石粉、石英玻璃粉、氧化镁粉、锆英粉中的一种。
3.按照权利要求1或2所述烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所述陶瓷球的材质为氧化铝、莫来石、锆英石、石英玻璃中的一种。
4.按照权利要求3所述烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：采用球磨方式混合细颗粒粉与陶瓷球，其中由细颗粒粉与陶瓷球组成的混合料粉与球磨用球的质量比为1:1-5:1，球磨用球为氧化铝球或石英玻璃球。
5.按照权利要求4所述烧结陶瓷型芯用填料粉，其特征在于：所用球磨机的转速为100-600转/分钟，球磨时间10-50小时。
6.一种按照权利要求1所述烧结陶瓷型芯用填料粉的制备方法，其特征在于：将目数为100-300目的细颗粒粉与直径为0.5-2毫米的陶瓷球按照质量比为3:1-10:1的比例进行混合，将混合料粉在球磨机中球磨10-50小时，球磨机的转速为100-600转/分钟，待陶瓷球均匀分布在细颗粒粉中后便制得填料粉。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |