本项创新技术专注于快速铸造行业,旨在通过一种新颖的方法显著提升微滴喷射成型可溶性型芯的性能和精度。该方法的核心步骤包括:S1、将可溶性盐、改性剂以及有机溶剂混合,制备出改性盐粉末,以优化型芯的成型质量。
背景技术
发动机机匣、涡轮叶片是航空航天等领域不可或缺的零件,这些零件具有复杂空腔结构,而为了形成空腔结构,在零件铸造的过程中需要采用到型芯,型芯的性能和精度也影响着这些零件能否使用。专利CN202211249829.6、CN202310932619.5等所提到的注射成型、等静压成型和凝胶注射成型等传统型芯制备方法,在制备时需要准备模具,制备周期长,生产效率低,在成型复杂型芯时存在一定的难度。传统氧化铝、氧化硅基陶瓷芯在浇注后需要采用机械振动、碱液腐蚀等方式进行脱芯处理,但这些方法会对铸件质量产生不利影响,在去除复杂弯曲型芯时效果不理想,专利CN202310986691.6、CN201810606149.2中所提到的脱芯液均为强碱,且需要在高温高压下进行脱芯处理,工艺复杂。因此需要开发出高效的型芯制备方法以及易清除的型芯材料。
微滴喷射粘结成型技术是一种先进的3D打印技术,属于粉末床融合技术的一种。这种技术利用喷头精准控制地向粉末床上喷射粘结剂,以逐层构建三维物体。现有专利CN117383916A公开了一种可溶性陶瓷芯、制备方法与应用,通过将陶瓷粉和可溶性盐结合,采用微滴喷射粘结成型技术打印得到陶瓷芯坯体,经高温烧结得到可溶性陶瓷芯。虽然上述方案制备的陶瓷芯具有良好的可溶性,可提高生产效率,降低成本。
但上述方案仍存在以下不足:(1)由于单一粒径的粉末堆积密度较小,导致打印出的坯体孔隙率较高,为保证型芯具有一定的强度需要进行浸渗处理。传统浸渗液一般为纳米陶瓷颗粒的分散液或溶胶,这些纳米陶瓷颗粒与打印原料中的陶瓷颗粒种类不同,其强化机理主要是浸渗液中的陶瓷颗粒与型芯中的陶瓷颗粒在高温下发生反应生成新的物质,这些新生成的物质会对型芯的性能起到改善的作用。但这个反应温度往往远高于盐的熔点,会导致型芯中的盐大量分解、挥发,影响型芯烧结后的强度以及可溶性。而且盐的大量分解还会导致型芯在烧结后收缩过大,影响烧结后型芯的尺寸精度。(2)单一粒径的粉末使得打印过程中粉末床的堆积密度较低,导致打印出的坯体有较大的孔隙率,同时打印原料中的盐极易出现吸湿现象,会对打印过程和型芯存放造成影响。
实现思路