CN105855472A - 空心陶瓷型芯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空心陶瓷型芯的制造方法，包括以下步骤：S1，采用水溶性材料制成与需要制作的空心陶瓷型芯的内腔相适配的水溶型芯；S2，将所述S1制得的水溶型芯固定在用于制作空心陶瓷型芯的浇注模具中；S3，将用于浇注空心陶瓷型芯的浆料灌入所述浇注模具内，浇注完成后置于真空环境中，冷却成型后得到包裹着所述水溶型芯的空心陶瓷型芯素坯；S4，去除所述空心陶瓷型芯素坯中的所述水溶型芯后，在该空心陶瓷型芯素坯的内腔中装满填料，经焙烧，再清理出填料后得到需要制作的空心陶瓷型芯。该方法易于脱芯，能降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷型壳制备技术，具体涉及空心陶瓷型芯的制造方法。
背景技术
为了降低核电汽轮机次末级叶片的水蚀，目前国际采用空心叶片的方法。核电次末级叶片尺寸较大，内腔尺寸大，型线弯扭，一般采用精密铸造的方法，使用大型陶瓷型芯形成叶片内腔。如果采用实心陶瓷型芯，由于实心陶瓷型芯庞大，成本居高，而且由于陶瓷型芯截面厚大，在烧结过程中很容易发生凹陷等表面缺陷，很难提高实心陶瓷型芯的合格率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种空心陶瓷型芯的制造方法，其易于脱芯，能降低成本。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。
一种空心陶瓷型芯的制造方法，包括以下步骤：
S1，采用水溶性材料制成与需要制作的空心陶瓷型芯的内腔相适配的水溶型芯；
S2，将所述S1制得的水溶型芯固定在用于制作空心陶瓷型芯的浇注模具中；
S3，将用于浇注空心陶瓷型芯的浆料灌入所述浇注模具内，浇注完成后置于真空环境中，冷却成型后得到包裹着所述水溶型芯的空心陶瓷型芯素坯；以及
S4，去除所述空心陶瓷型芯素坯中的所述水溶型芯后，在该空心陶瓷型芯素坯的内腔中装满填料，经焙烧，再清理出填料后得到需要制作的空心陶瓷型芯。
所述S3中，所述空心陶瓷型芯素坯是通过自由浇注成型。
所述S1中，所述水溶型芯的制造包括以下步骤：
S11，制作所述水溶型芯的模型的主体，该主体的尺寸为以需要制作的空心陶瓷型芯的内腔尺寸从表面向内减薄5-10mm，再将该主体两端位置加长10-15mm，作为固定端，在该主体沿长度方向的断面最厚大部位开通孔，得到制作水溶型芯的模具；以及
S12，采用所述S11所得到的模具以压力注射成型方法得到水溶型芯。
所述S12的压力注射成型工艺参数为：呈液态的水溶性材料的温度为100-120℃，压力为5-10MPa，注射时间为10-20s，注射流量为150-200cc/s，保压时间为15-30s，模具温度为28-35℃；压制完成后，将水溶蜡芯放在胎模上进行缓慢冷却至胎模形状。
所述S3中，所述浇注模具内温度保持在30-40℃。
所述S4中，所述去除所述空心陶瓷型芯素坯中的所述水溶型芯的方法为：将该空心陶瓷型芯素坯浸入水或溶有柠檬酸的弱酸水中把水溶型芯溶解。
所述水溶性材料为水溶性蜡。
本发明具有下述有益技术效果。
本发明易于脱芯，通过机械方式即可脱除干净，避免了化学脱芯对金属铸件的腐蚀，极大的降低了脱芯成本。
附图说明
图1示意性示出水溶型芯的结构示意图。
图2示意性示出浇注空心陶瓷型芯用模具的结构示意图。
图3示意性示出将陶瓷型芯浆料浇注进入空心陶瓷型芯用模具的示意图。
图4示意性示出空心陶瓷型芯浇注完成后，将模具转移至真空箱抽真空的示意图。
图5示意性示出采用水或弱酸性水溶解掉空心陶瓷型芯素坯内部的水溶型芯的示意图。
图6示意性示出所得到的空心空心陶瓷型芯素坯的结构示意图。
图7为沿图6的A-A向的剖视图。
具体实施方式
为能详细说明本发明的技术特征及功效，并可依照本说明书的内容来实现，下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明。
本发明的一种空心陶瓷型芯的制造方法，包括以下步骤：
S1，采用水溶性材料制成与需要制作的空心陶瓷型芯的内腔相适配的水溶型芯。图1示意性示出水溶型芯的结构示意图，其中，代号1为水溶型芯的主体，代号2为水溶型芯的第一固定端，代号11为水溶型芯的第二固定端，代号3为在水溶蜡芯截面尺寸厚大部位开通孔，在形成陶瓷型芯时，陶瓷型芯在该部位即形成支撑连接筋10，如图7所示，以提高陶瓷型芯在烧结过程中抗变形能力。
S2，将S1制得的水溶型芯固定在用于制作空心陶瓷型芯的浇注模具中。图2示意性示出浇注空心陶瓷型芯用模具的结构示意图，其中，浇注模具包括水溶陶瓷型芯第一固定活块5、水溶陶瓷型芯第一固定活块12、浇注用浇口杯4及模具内置加热管道6。模具内置加热管道6内部通加热介质，从而快速精准的控制浇注模具的温度。
制造浇注模具，此模具要设置水溶型芯的第一、二固定端2、11，以保证空心陶瓷型芯的壁厚均匀，以及补缩冒口，以提高空心陶瓷型芯的致密度和强度。
S3，将用于浇注空心陶瓷型芯的浆料7灌入浇注模具内，浇注完成后置于真空环境中，冷却成型后得到包裹着所述水溶型芯的空心陶瓷型芯素坯，一并参加图3。该步骤中，浇注完成后置于真空环境中可以采用但不限于图4所呈现的方式，图4示意性示出空心陶瓷型芯浇注完成后，将模具转移至真空箱抽真空的示意图，其中，代号8为抽真空的连接口。
S4，去除空心陶瓷型芯素坯中的水溶型芯后，在该空心陶瓷型芯素坯的内腔中装满填料，经焙烧，再清理出填料后得到需要制作的空心陶瓷型芯。其中，去除所述空心陶瓷型芯素坯中的水溶型芯的方法可以为但不限于：将该空心陶瓷型芯素坯浸入水或溶有柠檬酸的弱酸水中把水溶型芯溶解，如图5所呈现的方式，代号9为水或溶有柠檬酸的弱酸水，得到空心陶瓷型芯，参见图6、7。水或溶有柠檬酸的弱酸水处于恒温较佳。
在一些实施例中，上述S3中，空心陶瓷型芯素坯是通过自由浇注成型。
在一些实施例中，一并参见图1，上述S1中，水溶型芯的制造包括以下步骤：
S11，制作水溶型芯的模型的主,1，该主体1的尺寸为以需要制作的空心陶瓷型芯的内腔尺寸从表面向内减薄5-10mm，再将该主体两端位置加长10-15mm，作为固定端即上述的第一、二固定端2、11，在该主体1沿长度方向的断面最厚大部位开通孔3，得到制作水溶型芯的模具。
S12，采用上述S11所得到的模具以压力注射成型方法得到水溶型芯。
上述S12的压力注射成型工艺参数为：呈液态的水溶性材料的温度为100-120℃，压力为5-10MPa，注射时间为10-20s，注射流量为150-200cc/s，保压时间为15-30s，模具温度为28-35℃；压制完成后，将水溶蜡芯放在胎模上进行缓慢冷却至胎模形状。
在一些实施例中，上述S3中，浇注模具内温度保持在30-40℃。
上述水溶性材料可以采用但不限于水溶性蜡。
采用本发明所生产的陶瓷型芯，尺寸较大，长度可达1米以上，形状复杂，陶瓷型芯壁厚均匀，重量仅为实心陶瓷型芯的1/10或更低，成本较低。
需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。
上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1. 一种空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采用水溶性材料制成与需要制作的空心陶瓷型芯的内腔相适配的水溶型芯；
S2，将所述S1制得的水溶型芯固定在用于制作空心陶瓷型芯的浇注模具中；
S3，将用于浇注空心陶瓷型芯的浆料灌入所述浇注模具内，浇注完成后置于真空环境中，冷却成型后得到包裹着所述水溶型芯的空心陶瓷型芯素坯；以及
S4，去除所述空心陶瓷型芯素坯中的所述水溶型芯后，在该空心陶瓷型芯素坯的内腔中装满填料，经焙烧，再清理出填料后得到需要制作的空心陶瓷型芯。
2.根据权利要求1所述的空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，所述S3中，所述空心陶瓷型芯素坯是通过自由浇注成型。
3.根据权利要求1所述的空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，所述S1中，所述水溶型芯的制造包括以下步骤：
S11，制作所述水溶型芯的模型的主体，该主体的尺寸为以需要制作的空心陶瓷型芯的内腔尺寸从表面向内减薄5-10mm，再将该主体两端位置加长10-15mm，作为固定端，在该主体沿长度方向的断面最厚大部位开通孔，得到制作水溶型芯的模具；以及
S12，采用所述S11所得到的模具以压力注射成型方法得到水溶型芯。
4.根据权利要求3所述的空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，所述S12的压力注射成型工艺参数为：呈液态的水溶性材料的温度为100-120℃，压力为5-10MPa，注射时间为10-20s，注射流量为150-200cc/s，保压时间为15-30s，模具温度为28-35℃；压制完成后，将水溶蜡芯放在胎模上进行缓慢冷却至胎模形状。
5.根据权利要求1所述的空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，所述S3中，所述浇注模具内温度保持在30-40℃。
6.根据权利要求1所述的空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，所述S4中，所述去除所述空心陶瓷型芯素坯中的所述水溶型芯的方法为：将该空心陶瓷型芯素坯浸入水或溶有柠檬酸的弱酸水中把水溶型芯溶解。
7.根据权利要求1至6任一项所述的空心陶瓷型芯的制造方法，其特征在于，所述水溶性材料为水溶性蜡。
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