CN104072153A - 一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，它是由下述重量百分比的原料组成的：矿化剂5-20wt％、增塑剂10-15wt％、余量为氯化镧包覆纳米氧化镁粉体，本发明用氯化镧包覆纳米氧化镁做陶瓷型芯的骨料，可以增强纳米氧化镁的烧结性能和稳定性，保证其具有足够的强度，在造型、搬运和装炉的时候不易变形。

Description

一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯

技术领域

    本发明主要涉及精密铸造领域，尤其涉及一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯。

背景技术

合金铸件的复杂内腔主要通过使用预制的陶瓷型芯来成型，并待铸件铸成后设法脱除。其工艺流程如下：陶芯制备、含陶芯的蜡模制备、制壳、型壳脱蜡和焙烧、合金浇铸、脱芯。众所周知，随着我国发展大型飞机项目和各种新型发动机研制项目的启动，对钛合金精密铸件的形体、结构及其性能提出了更高的要求。

目前，研究较为广泛的氧化铝、氧化硅基陶瓷型芯，因型芯材料不具备对熔融钛合金良好的化学反应惰性且脱芯工艺复杂很难应用于钛合金精铸领域。由于氮化硼与熔融钛合金在高温下具有较高的化学反应惰性，且具良好的高温抗蠕变性能，氮化硼是一种很适合用做钛合金精铸用陶瓷型芯的骨料。近年来引起了相关科研人员的关注，如公开号200610028168.9的中国发明专利申请公开了一种用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法，该发明中采用氮化硼粉料及其醋酸锆或硅溶胶为粘结剂制成涂料浆。由于钛合金的形状越来越复杂，现在的钛合金铸件往往带有复杂内腔，这要求型芯在钛合金浇注过程中具备良好的高温抗蠕变性能进而保证形状的完整性同时也对对型芯的脱除性能提出了更高的要求。但氮化硼化学性能稳定给型芯脱除带来了一定困难尤其是对于形状复杂的型芯很难用机械方法进行清除。为了改善型芯的脱芯性能，氧化钙型芯材料也受到相关科研人员的关注，如CN 102531648 A的中国发明专利申请公开了一种钛合金铸造用氧化钙基体陶瓷型芯及制备方法，由于在钛合金精密铸造工艺较为复杂，从含陶芯的蜡模制备到合金的浇注时间一般均在两周以上，型芯在使用过程中要与水基涂料相接触。上述专利制备出的型芯遇水后即发生水化反应而造成型芯的溃散，因此，上述型芯难以实际应用于钛合金精密铸造领域。

发明内容

本发明目的就是提供一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的：

矿化剂5-20wt％、增塑剂10-15 wt％、余量为氯化镧包覆纳米氧化镁粉体；

所述的矿化剂为氧化锆、氧化镁中的一种或者两种以任意质量比混合组成；

所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的：

石蜡80-90、蜂胶3-4、萜烯树脂4-5、聚环氧乙烷1-2、硅烷偶联剂KH550 0.1-0.2；

将上述萜烯树脂加热软化，加入聚环氧乙烷，搅拌均匀后加入剩余各原料，600-800转/分搅拌分散4-6分钟，冷却出料，即得所述增塑剂；

所述的氯化镧包覆纳米氧化镁粉体是由下述重量份的原料组成的：

纳米氧化镁100-120、六偏磷酸钠1-2、氯化镧10-17、去离子水适量；

所述的氯化镧包覆纳米氧化镁粉体的制备方法包括以下步骤：

（1）将上述六偏磷酸钠加入到1000-1500倍水中，搅拌至充分溶解；

（2）在搅拌调节下加入纳米氧化镁，超声分散4-6分钟，得分散液；

（3）将氯化镧加入到去离子水中，搅拌，使其浓度为0.01-22mol/L，得溶解液；

（4）将上述溶解液加入到分散液中，调节溶液的PH值至8-10，得混合液；

（5）将上述混合液烘干，得到烘干粉体，将烘干粉体进行烧结得到氯化镧包覆纳米氧化镁粉体，烧结温度为1000-1500℃，时间为0.5-20h。

一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：

将混料机加热到120-140℃，加入上述增塑剂，在搅拌条件下加入剩余各原料，加完后继续搅拌混合10-12小时，根据要求进行造型，烧结即得所述氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，所述烧结温度为1500-1700℃，时间为0.5-20h。

本发明的优点是：

    本发明用氯化镧包覆纳米氧化镁做陶瓷型芯的骨料，可以增强纳米氧化镁的烧结性能和稳定性，保证其具有足够的强度，在造型、搬运和装炉的时候不易变形。

具体实施方式

实施例1

一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，它是由下述重量百分比的原料组成的：

矿化剂10wt％、增塑剂15 wt％、余量为氯化镧包覆纳米氧化镁粉体；

所述的矿化剂为氧化锆；

所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的：

石蜡90、蜂胶34、萜烯树脂4、聚环氧乙烷2、硅烷偶联剂KH550 0.2；

将上述萜烯树脂加热软化，加入聚环氧乙烷，搅拌均匀后加入剩余各原料，600转/分搅拌分散4分钟，冷却出料，即得所述增塑剂；

所述的氯化镧包覆纳米氧化镁粉体是由下述重量份的原料组成的：

纳米氧化镁120、六偏磷酸钠2、氯化镧17、去离子水适量；

所述的氯化镧包覆纳米氧化镁粉体的制备方法包括以下步骤：

（1）将上述六偏磷酸钠加入到1500倍水中，搅拌至充分溶解；

（2）在搅拌调节下加入纳米氧化镁，超声分散6分钟，得分散液；

（3）将氯化镧加入到去离子水中，搅拌，使其浓度为22mol/L，得溶解液；

（4）将上述溶解液加入到分散液中，调节溶液的PH值至10，得混合液；

（5）将上述混合液烘干，得到烘干粉体，将烘干粉体进行烧结得到氯化镧包覆纳米氧化镁粉体，烧结温度为1500℃，时间为0.5h。

一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：

将混料机加热到140℃，加入上述增塑剂，在搅拌条件下加入剩余各原料，加完后继续搅拌混合12小时，根据要求进行造型，烧结即得所述氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，所述烧结温度为1700℃，时间为20h。

性能测试：

室温抗拉强度在6-12Mpa 之间，抗弯强度在25-30Mpa。

Claims (2)

1.一种氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的：

矿化剂5-20wt％、增塑剂10-15 wt％、余量为氯化镧包覆纳米氧化镁粉体；

所述的矿化剂为氧化锆、氧化镁中的一种或者两种以任意质量比混合组成；

所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的：

石蜡80-90、蜂胶3-4、萜烯树脂4-5、聚环氧乙烷1-2、硅烷偶联剂KH550 0.1-0.2；

将上述萜烯树脂加热软化，加入聚环氧乙烷，搅拌均匀后加入剩余各原料，600-800转/分搅拌分散4-6分钟，冷却出料，即得所述增塑剂；

所述的氯化镧包覆纳米氧化镁粉体是由下述重量份的原料组成的：

纳米氧化镁100-120、六偏磷酸钠1-2、氯化镧10-17、去离子水适量；

所述的氯化镧纳米包覆氧化镁粉体的制备方法包括以下步骤：

（1）将上述六偏磷酸钠加入到1000-1500倍水中，搅拌至充分溶解；

（2）在搅拌调节下加入纳米氧化镁，超声分散4-6分钟，得分散液；

（3）将氯化镧加入到去离子水中，搅拌，使其浓度为0.01-0.22mol/L，得溶解液；

（4）将上述溶解液加入到分散液中，调节溶液的PH值至8-10，得混合液；

（5）将上述混合液烘干，得到烘干粉体，将烘干粉体进行烧结得到氯化镧包覆纳米氧化镁粉体，烧结温度为1000-1500℃，时间为0.5-20h。

2.一种如权利要求1所述的氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将混料机加热到120-140℃，加入上述增塑剂，在搅拌条件下加入剩余各原料，加完后继续搅拌混合10-12小时，根据要求进行造型，烧结即得所述氯化镧包覆纳米氧化镁基陶瓷型芯，所述烧结温度为1500-1700℃，时间为0.5-20h。