本技术介绍了一种硅基陶瓷及其制备方法,以及在钛合金铸造中应用该陶瓷型芯的脱除技术。硅基陶瓷原料由固体粉体和粘结剂组成,固体粉体含60-100wt%二氧化硅。该技术通过优化原料配比和制备工艺,提高了硅基陶瓷的性能,使其在钛合金铸造中作为型芯材料具有优异的脱除效果,提升了铸造效率和产品质量。
背景技术
航空发动机与燃气轮机的空心叶片是煅烧室后端涡轮转子上承载高温高压条件的精密零件,常用合金熔融浇铸工艺进行制造。空心叶片中的空心部分的模板材料被称为陶瓷型芯,是一种需要在浇铸之前完成成型、烧结的预制件,需要预先填入陶瓷型壳中,提供浇铸时的形状稳定性和高温力学性能,并在浇铸完成后用化学法脱除陶瓷型芯以形成空心叶片。其中的陶瓷型芯的尺寸稳定性和力学性能,是决定叶片空心型腔能否成功产生并提供连续气流通道的关键辅材,是精密铸造用陶瓷产品的高端、关键产品之一。
目前,国内外使用的陶瓷型芯主要有铝基陶瓷型芯和硅基陶瓷型芯。铝基陶瓷型芯具有更好的热强性能及热稳定性,并且在烧结和使用过程中结构稳定、没有高低温晶型转变、耐高温性能较好。但是,铝基陶瓷型芯脱芯比较困难,抑制其广泛的实际应用和发展。与铝基陶瓷型芯相比,硅基陶瓷型芯具有烧结温度低、方石英转化速率有较好的可控性、热膨胀系数小、脱芯性能好等优点。然而,氧化硅基型芯也普遍存在高温强度低、变形大、与钛合金反应等问题,影响合金叶片的生产合格率和成本。
为了解决硅基陶瓷型芯室高温力学性能差、变形大、与钛合金反应的问题,本发明提出一种钛合金铸造用的硅基陶瓷型芯及其制备与脱除方法。
实现思路