CN114394854B - 一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法，该方法利用使用过的蒸发舟进行简单处理制成粉体，再与粘结剂均匀混合配制成涂料，涂覆在型芯表面形成涂层。该方法能够对使用过的双组份蒸发器舟进行环保再处理，使其能成为可再利用的陶瓷粉体。通过它制备的涂料涂覆在氧化硅基陶瓷型芯上，使其具有较高化学惰性且易脱芯，制作成本低廉，可用于钛合金精铸中。

Description

一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法

技术领域

本发明公开涉及钛合金精密铸造领域，尤其涉及一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法。

背景技术

陶瓷蒸发舟在使用后，会渗入熔融铝；这会导致陶瓷蒸发舟的材料成分遭到腐蚀破坏，降低陶瓷蒸发舟的有效热电阻，失去原有的发热能力。失效的陶瓷蒸发舟被铝液侵蚀和磨损体积仅占整支舟的10-15％。而失效的陶瓷蒸发舟目前只能全部被当成固废处理，我国每年淘汰的蒸发舟可达上万吨，这不仅是对环境的污染更是对蒸发舟原料利用率的浪费。公开号US4847031的发明专利中描述了对使用过的蒸发舟进行后处理的工艺。根据描述，使用过的蒸发舟首先与热氢氧化钠熔液反应去除铝杂质，然后用盐酸将舟中和，用水洗净，磨成粉末并过筛，筛过的粉末用来制造新舟。这种方法有以下缺点：使用了大量酸碱进行处理，对环境造成二次污染；另外这种处理方式有一定危险性。

目前钛合金精密铸造使用的陶瓷型芯主要有氧化钙基、氧化锆基和氧化钇基陶瓷型芯，但这些材质的型芯普遍存在成品率低、无法长久保存或成本高，脱芯率低等缺点，难以在实际生产中使用。而其他高温合金精铸使用的硅基陶瓷型芯虽然容易脱芯，成品率高，造价便宜，但因为该类型芯材料高温下极易在钛合金表面形成反应层污染铸件，所以不适合应用于钛合金精铸。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法，通过该方法制备的涂层，在高温下不与钛合金发生反应，从而使硅基陶瓷型芯成为了钛合金精密铸造时理想的选择。

本发明提供的技术方案，具体为，一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法，包括如下步骤：

1)预处理废旧蒸发舟，得到可再利用的陶瓷粉体；

2)向所述陶瓷粉体中加入粘结剂搅拌均匀，制得隔离涂料；

3)将所述涂料喷涂或浸涂在硅基陶瓷型芯表面，使其完整涂覆后，干燥；再将其烧结，最终得到带有隔离涂层的硅基陶瓷型芯。

优选地，预处理废旧蒸发舟具体为：切割掉被渗入熔融铝的双组份蒸发舟整体厚度的1/2-1/3，去除被铝液腐蚀部分，剩余部分破碎成200～800目粉体；

其中双组份蒸发舟中为氮化硼、二硼化钛。

优选地，所述粘结剂为硅溶胶、钇溶胶中的一种，与陶瓷粉体的固液比为 0.5～3g/ml。

优选地，所述步骤3)中干燥环境为室温；烧结温度为750～1000℃，时间为0.5～2小时。

本发明提供的一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法，该方法能够对使用过的双组份蒸发器舟进行环保再处理，使其能成为可再利用的陶瓷粉体。通过它制备的涂料涂覆在氧化硅基陶瓷型芯上，使其具有较高化学惰性且易脱芯，制作成本低廉，可用于钛合金精铸中。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统的例子。

为解决现有技术中渗入熔融铝的陶瓷蒸发舟利用率低，及钛合金精密铸造使用的陶瓷型芯难以在实际生产中使用等问题，本实施方案提供了一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法。

一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法将回收的废旧蒸发舟去除被铝液腐蚀部分，剩余部分破碎成粉体。将上述粉体加入粘结剂搅拌均匀，制得隔离涂料。将涂料喷涂或浸涂在硅基陶瓷型芯表面，使其完整涂覆后，干燥。将其烧结得到带有隔离涂层的硅基陶瓷型芯。该涂层高温下不与钛合金发生反应，从而使硅基陶瓷型芯成为了钛合金精密铸造时最理想的选择。

具体包括如下步骤：

1)预处理废旧蒸发舟，得到可再利用的陶瓷粉体；

预处理废旧蒸发舟具体为：切割掉被渗入熔融铝的双组份蒸发舟整体厚度的 1/2-1/3，去除被铝液腐蚀部分，剩余部分破碎成200～800目粉体；上述粉体只含有氮化硼、二硼化钛，不易与钛合金发生反应，是制备钛合金精密铸造用隔离层的理想原料。

2)向所述陶瓷粉体中加入粘结剂搅拌均匀，制得隔离涂料；其中粘结剂为硅溶胶、钇溶胶中的一种，与陶瓷粉体的固液比为0.5～3g/ml。

其中粘结剂优选为硅溶胶、钇溶胶中的一种，与陶瓷粉体的固液比为0.5～3g/ml。

3)将所述涂料喷涂或浸涂在硅基陶瓷型芯表面，使其完整涂覆后，干燥；再将其烧结，最终得到带有隔离涂层的硅基陶瓷型芯。上述隔离层能够有效阻止钛合金浇铸凝固时合金与型芯发生的界面反应。

其中双组份蒸发舟中为氮化硼、二硼化钛。

步骤3)中干燥环境为室温；烧结温度为750～1000℃，时间为0.5～2小时。

下面结合具体的实施例对本发明进行更近一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。

实施例1：

(1)将使用过的双组分蒸发舟切割掉整体厚度的1/3，去除被铝液腐蚀部分。剩余部分破碎成325目粉体备用。

(2)将上述粉体加入粘结剂，粘结剂为硅溶胶，固液比为3g/ml。

(3)将涂料喷涂或浸涂在烧制好的硅基陶瓷型芯表面，经过室温完全干燥后再经受 750℃下烧结2小时。得到表面有隔离涂层的陶瓷型芯。

实施例2：

(1)将使用过的双组分蒸发舟切割掉整体厚度的1/2，去除被铝液腐蚀部分。剩余部分破碎成600目粉体备用。

(2)将上述粉体加入粘结剂，粘结剂为钇溶胶，固液比为2g/ml。

(3)将涂料喷涂或浸涂在烧制好的硅基陶瓷型芯表面，经过室温完全干燥后再经受 850℃下烧结1小时。得到表面有隔离涂层的陶瓷型芯。

实施例3：

(1)将使用过的双组分蒸发舟切割掉整体厚度的1/2，去除被铝液腐蚀部分。剩余部分破碎成800目粉体备用。

(2)将上述粉体加入粘结剂，粘结剂为硅溶胶，固液比为0.5g/ml。

(3)将涂料喷涂或浸涂在烧制好的硅基陶瓷型芯表面，经过室温完全干燥后再经受1000℃下烧结0.5小时。得到表面有隔离涂层的陶瓷型芯。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (1)

1.一种基于废旧蒸发舟制备硅基陶瓷型芯隔离涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预处理废旧蒸发舟，得到可再利用的陶瓷粉体；

2)向所述陶瓷粉体中加入粘结剂搅拌均匀，制得隔离涂料；

3)将所述涂料喷涂或浸涂在硅基陶瓷型芯表面，使其完整涂覆后，干燥；再将其烧结，最终得到带有隔离涂层的硅基陶瓷型芯；

预处理废旧蒸发舟具体为：切割掉被渗入熔融铝的双组份蒸发舟整体厚度的1/2-1/3，去除被铝液腐蚀部分，剩余部分破碎成200～800目粉体；

其中双组份蒸发舟中为氮化硼、二硼化钛；

所述粘结剂为硅溶胶、钇溶胶中的一种，与陶瓷粉体的固液比为0.5～3g/ml；

所述步骤3)中干燥环境为室温；烧结温度为750～1000℃，时间为0.5～2小时。