一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯.pdf

1、10申请公布号CN104129975A43申请公布日20141105CN104129975A21申请号201410224746022申请日20140524C04B35/01200601C04B35/46200601C04B35/62820060171申请人芜湖浙鑫新能源有限公司地址241000安徽省芜湖市弋江区高新技术产业开发区南区中小企业创业园37号厂房72发明人姜银珠高博王伟赵夫涛74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊54发明名称一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯57摘要本发明公开了一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的矿化剂61

2、2WT、增塑剂1017WT、油酸114WT、余量为稀土包覆氧化钙粉体，本制品具有足够的室温、高温强度，良好的化学稳定性，低的烧成收缩及线膨胀率，用稀土包覆氧化钙作为骨料又具有很好的脱芯能力，降低了使用成本。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104129975ACN104129975A1/1页21一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的矿化剂612WT、增塑剂1017WT、油酸114WT、余量为稀土包覆氧化钙粉体；所述的矿化剂为二氧化硅、氧化镁、氧化铝中的一种或者两种及以

3、上，以任意质量比混合组成；所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的石蜡8090、蜂胶34、萜烯树脂45、聚环氧乙烷12、硅烷偶联剂KH5500102；将上述萜烯树脂加热软化，加入聚环氧乙烷，搅拌均匀后加入剩余各原料，600800转/分搅拌分散46分钟，冷却出料，即得所述增塑剂；所述的稀土包覆氧化钙粉体的制备方法包括以下步骤（1）将氧化钙和二氧化钛混合，球磨分筛，得粒径为5070M，得基础粉体；（2）将甲基三乙氧基硅烷加入到150200倍的无水乙醇中，搅拌溶解，加入上述基础粉体，10001700转/分搅拌分散1020分钟，得分散液；（3）将无机锆盐和无机钇盐以任何比例混合作为稀土氧化物前驱体，称取

4、无机锆盐和无机钇盐放入盛有去离子水的容器中搅拌并加热制得前驱体溶液；（4）将上述分散液加入前驱体溶液中，调节溶液的PH值至810，得混合液；（5）将上述混合液烘干，得到烘干粉体，将烘干粉体进行烧结得到稀土包覆氧化钙粉体，烧结温度为12001500，时间为0520H。2根据权利要求1所述的一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的稀土氧化物前驱体的混合质量与基础粉体的质量比为11620。3根据权利要求1所述的一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包覆氧化钙粉体的制备中，所述的无机锆盐为氯化锆或硝酸锆，所述的无机钇盐为氯化钇或硝酸钇。4根据权利要求

5、1所述的一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包覆氧化钙粉体的制备中，所述的稀土氧化物前驱体溶液，它的浓度为00105MOL/L。5根据权利要求1所述的一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包覆氧化钙粉体的制备中，所述的氧化钙、二氧化钛、甲基三乙氧基硅烷的质量比为10071412。6一种如权利要求1所述的稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤将油酸加入到稀土包覆氧化钙粉体中，在5060下搅拌混合1015分钟，得预混料，将混料机加热到120140，加入上述增塑剂，在搅拌条件下依次加入预混料、矿化剂，加完后继续搅拌混合1012小时，根据要求进行造型，

6、烧结即得所述稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述烧结温度为12001500，时间为0520H。权利要求书CN104129975A1/3页3一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯技术领域0001本发明主要涉及精密铸造领域，尤其涉及一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯。背景技术0002合金铸件的复杂内腔主要通过使用预制的陶瓷型芯来成型，并待铸件铸成后设法脱除。其工艺流程如下陶芯制备、含陶芯的蜡模制备、制壳、型壳脱蜡和焙烧、合金浇铸、脱芯。众所周知，随着我国发展大型飞机项目和各种新型发动机研制项目的启动，对钛合金精密铸件的形体、结构及其性能提出了更高的要求。0003目前，研究较为广泛的氧化钙、氧化硅基陶瓷型芯，因型芯材料不

7、具备对熔融钛合金良好的化学反应惰性且脱芯工艺复杂很难应用于钛合金精铸领域。由于氮化硼与熔融钛合金在高温下具有较高的化学反应惰性，且具良好的高温抗蠕变性能，氮化硼是一种很适合用做钛合金精铸用陶瓷型芯的骨料。近年来引起了相关科研人员的关注，如公开号2006100281689的中国发明专利申请公开了一种用于钛及钛合金精密铸造的氮化硼陶瓷型壳的制备方法，该发明中采用氮化硼粉料及其醋酸锆或硅溶胶为粘结剂制成涂料浆。由于钛合金的形状越来越复杂，现在的钛合金铸件往往带有复杂内腔，这要求型芯在钛合金浇注过程中具备良好的高温抗蠕变性能进而保证形状的完整性同时也对对型芯的脱除性能提出了更高的要求。但氮化硼化学性能

8、稳定给型芯脱除带来了一定困难尤其是对于形状复杂的型芯很难用机械方法进行清除。为了改善型芯的脱芯性能，氧化钙型芯材料也受到相关科研人员的关注，如CN102531648A的中国发明专利申请公开了一种钛合金铸造用氧化钙基体陶瓷型芯及制备方法，由于在钛合金精密铸造工艺较为复杂，从含陶芯的蜡模制备到合金的浇注时间一般均在两周以上，型芯在使用过程中要与水基涂料相接触。上述专利制备出的型芯遇水后即发生水化反应而造成型芯的溃散，因此，上述型芯难以实际应用于钛合金精密铸造领域。发明内容0004本发明目的就是提供一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯。0005本发明是通过以下技术方案实现的一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特

9、征在于它是由下述重量百分比的原料组成的矿化剂612WT、增塑剂1017WT、油酸114WT、余量为稀土包覆氧化钙粉体；所述的矿化剂为二氧化硅、氧化镁、氧化铝中的一种或者两种及以上，以任意质量比混合组成；所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的石蜡8090、蜂胶34、萜烯树脂45、聚环氧乙烷12、硅烷偶联剂KH5500102；将上述萜烯树脂加热软化，加入聚环氧乙烷，搅拌均匀后加入剩余各原料，600800转/分搅拌分散46分钟，冷却出料，即得所述增塑剂；所述的稀土包覆氧化钙的制备方法包括以下步骤说明书CN104129975A2/3页4（1）将氧化钙和二氧化钛混合，球磨分筛，得粒径为5070M，得基础

10、粉体；（2）将甲基三乙氧基硅烷加入到150200倍的无水乙醇中，搅拌溶解，加入上述基础粉体，10001700转/分搅拌分散1020分钟，得分散液；（3）将无机锆盐和无机钇盐以任何比例混合作为稀土氧化物前驱体，称取无机锆盐和无机钇盐放入盛有去离子水的容器中搅拌并加热制得前驱体溶液；（4）将上述分散液加入前驱体溶液中，调节溶液的PH值至810，得混合液；（5）将上述混合液烘干，得到烘干粉体，将烘干粉体进行烧结得到稀土包覆氧化钙粉体，烧结温度为12001500，时间为0520H。0006一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的稀土氧化物前驱体的混合质量与基础粉体的质量比为1

11、1620。0007一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的无机锆盐为氯化锆或硝酸锆，所述的无机钇盐为氯化钇或硝酸钇。0008一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的稀土氧化物前驱体溶液，它的浓度为00105MOL/L。0009一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的氧化钙、二氧化钛、甲基三乙氧基硅烷的质量比为10071412。0010一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤将油酸加入到稀土包覆氧化钙粉体中，在5060下搅拌混合1015分钟，得预混料，将混料机加热到120140，加入上述增塑剂，在搅拌条件下

12、依次加入预混料、矿化剂，加完后继续搅拌混合1012小时，根据要求进行造型，烧结即得所述稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述烧结温度为12001500，时间为0520H。0011本发明的优点是本制品具有足够的室温、高温强度，良好的化学稳定性，低的烧成收缩及线膨胀率，用稀土包覆氧化钙作为骨料又具有很好的脱芯能力，降低了使用成本。具体实施方式0012实施例1一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的矿化剂12WT、增塑剂17WT、油酸14WT、余量为稀土包覆氧化钙粉体；所述的矿化剂为二氧化硅；所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的石蜡90、蜂胶34、萜烯树脂4、聚环氧乙烷2、

13、硅烷偶联剂KH55001；将上述萜烯树脂加热软化，加入聚环氧乙烷，搅拌均匀后加入剩余各原料，800转/分搅拌分散4分钟，冷却出料，即得所述增塑剂；所述的稀土包覆氧化钙的制备方法包括以下步骤（1）将氧化钙和二氧化钛混合，球磨分筛，得粒径为70M，得基础粉体；（2）将甲基三乙氧基硅烷加入到200倍的无水乙醇中，搅拌溶解，加入上述基础粉体，1700转/分搅拌分散20分钟，得分散液；（3）将无机锆盐和无机钇盐以任何比例混合作为稀土氧化物前驱体，称取无机锆盐和说明书CN104129975A3/3页5无机钇盐放入盛有去离子水的容器中搅拌并加热制得前驱体溶液；（4）将上述分散液加入前驱体溶液中，调节溶液的P

14、H值至10，得混合液；（5）将上述混合液烘干，得到烘干粉体，将烘干粉体进行烧结得到稀土包覆氧化钙粉体，烧结温度为1200，时间为20H。0013一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的稀土氧化物前驱体的混合质量与基础粉体的质量比为120。0014一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的无机锆盐为氯化锆或硝酸锆，所述的无机钇盐为氯化钇或硝酸钇。0015一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的稀土氧化物前驱体溶液，它的浓度为05MOL/L。0016一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述的稀土包覆氧化钙的制备中，所述的氧化钙、

15、二氧化钛、甲基三乙氧基硅烷的质量比为100141。0017一种稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤将油酸加入到稀土包覆氧化钙粉体中，在60下搅拌混合15分钟，得预混料，将混料机加热到140，加入上述增塑剂，在搅拌条件下依次加入预混料、矿化剂，加完后继续搅拌混合12小时，根据要求进行造型，烧结即得所述稀土包覆氧化钙基陶瓷型芯，所述烧结温度为1500，时间为8H。0018性能测试本发明的陶瓷型芯经过20天的水化实验后重量增重率仅为009，具有很好的抗水化效果，能够满足钛合金精密铸造的需求；室温抗弯强度为34MPA、高温抗弯强度为10MPA；烧成收缩率为045。说明书CN104129975A