一种薄壁硅基陶瓷型芯制备工艺

摘要

一种薄壁硅基陶瓷型芯制备工艺，陶瓷型芯芯料由70％—85％的石英玻璃粉和15％—30％M75型莫来石粉组成，增塑剂由97％的白石蜡和3％的聚乙烯组成；型芯压制工艺参数为：模具预热温度30—45℃，料浆温度95—110℃，压注压力2.0—3.0MPa，保压时间15—20s；型芯烧结工艺参数为：200℃保温4h，400℃保温4h，600℃保温1h，900℃保温1h，终烧温度1150—1160℃保温4h；烧结后，采用硅酸乙酯强化剂进行高温强化，用环氧树脂、聚酰胺树脂、丙酮按一定比例配制的低温强化剂进行低温强化；最后进行烘烤。采用该工艺制备的薄壁硅基陶瓷型芯，成品率可达到85％以上，浇注过程中断芯率低于8％，收缩率小，室温、高温强度好，尺寸精度高，在铸造过程中不变形，易脱芯，能够满足腔道复杂的薄壁铸件的铸造需求。

主权项

一种薄壁硅基陶瓷型芯制备工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤1：配料芯料配比按重量百分比计，由石英玻璃粉70％—85％和M75型莫来石粉15％—30％组成；增塑剂按重量百分比计，由97％的白石蜡和3％的聚乙烯组成；增塑剂按占石英玻璃粉和M75型莫来石粉总重量的15％—20％添加；步骤2：制备料浆先将增塑剂加入搅料筒中加热熔化，全部熔化后，将烘干称完重量的芯料逐渐加入搅料筒内，芯料全部加入后，搅拌24h以上，料浆温度控制在120—130℃范围内，搅拌均匀后，静止10—20min排除气泡；步骤3：型芯压制然后利用型芯模具和50t高压压芯机压制成形，压制工艺参数为：模具预热温度：30—45℃，料浆温度：95—110℃，压注压力：2.0—3.0MPa，保压时间：15—20s；步骤4：型芯烧结将压制成形的湿态陶瓷型芯放入装有工业氧化铝粉填料的专用陶瓷罐中烧结，烧结工艺参数为：200℃，升温时间1h，保温4h，400℃，升温时间1h，保温4h，600℃，升温时间1h，保温1h，900℃，升温时间1h，保温1h，终烧温度1150—1160℃，升温时间2h，保温4h；然后随炉冷却，至300℃以下开炉门，200℃以下出炉，100℃以下出芯；步骤5：型芯高温强化将烧结好的陶瓷型芯浸入粘度为(3.0—4.5)×10^‑6m²/s的硅酸乙酯强化剂中，待气泡完全消失后取出，置于自干架上自干24h以上；步骤6：型芯低温强化将经高温强化的陶瓷型芯浸入按重量比环氧树脂：聚酰胺树脂：丙酮＝1：1：6配制的低温强化剂中，待气泡完全消失后取出，置于自干架上自干24h以上；步骤7：型芯烘烤将经低温强化的陶瓷型芯整齐放置于DFH型电热鼓风恒热干燥箱中进行烘烤，烘烤工艺参数为：温度50±10℃，保温30min，100±10℃，保温30min，150±10℃，保温1h；然后随炉冷却至室温后取出。