本發(fā)明涉及熔模鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種熔模鑄造用的型芯制造工藝。
背景技術(shù)：
熔模鑄造用型芯除與常規(guī)鑄造一樣，受金屬液包圍，工況條件惡劣外，還需經(jīng)受脫蠟和焙燒的作用。為此，型芯應(yīng)滿足下列要求：
1、耐火度高
型芯的耐火度至少應(yīng)高于合金的澆注溫度，以保證在澆注時和鑄件凝固過程中不軟化和變形。一般情況下型芯的耐火度應(yīng)達到1400℃以上，在定向凝固和單晶鑄造時，則要求能承受1520-1600℃的高溫30min以上。
2、熱膨脹率低、尺寸穩(wěn)定
為保證鑄件內(nèi)腔尺寸精度，型芯的熱膨脹率應(yīng)盡可能小，且無相變，以免造成型芯開裂或變形。一般來說其線膨脹系數(shù)以小于4*10-6k-1為宜。
3、足夠的強度
型芯應(yīng)具有足夠的常溫強度，以承受壓注時蠟液的沖擊和擠壓而不致斷裂或破損。型芯還要有足夠的高溫強度，以承受澆注時金屬液的沖擊力和靜壓力。
4、化學穩(wěn)定性好
型芯在與金屬液接觸過程中應(yīng)不污染合金，也不與金屬液或金屬的氧化物發(fā)生化學反應(yīng)，以防止鑄件表面產(chǎn)生化學粘砂或反應(yīng)性氣孔。
5、易脫除
鑄件鑄成后，型芯應(yīng)便于從鑄件中脫除。由于鑄件中的陶瓷型芯絕大多數(shù)采用化學腐蝕法溶失，為此，型芯必須有相當大的孔隙率，體積密度應(yīng)比真密度小。
目前熔模鑄造用的型芯按成形方法和工藝特點可分成幾種，有熱壓注陶瓷型芯、傳遞成形陶瓷型芯、灌漿成形陶瓷型芯、水溶型芯、水玻璃砂型芯、替換粘結(jié)劑型芯、細管型芯等多種熔模鑄造型芯。它們的脫芯方法和應(yīng)用范圍也各不相同。國內(nèi)外仍以熱壓注陶瓷型芯和傳遞成形型芯，特別是前者應(yīng)用最廣；隨著飛機性能提高，一些渦輪空心葉片的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜（如三聯(lián)體空心結(jié)構(gòu)），結(jié)構(gòu)獨特，尺寸精度要求高，并需在真空下澆注成形，對陶瓷型芯的強度和耐火度要求更高。近十多年來國外在氧化鋁、氧化釔、氧化鉺和氧化釤型芯上已取得突破性進展，并已用于定向凝固和單晶鑄造生產(chǎn)，但目前國內(nèi)陶瓷型芯的基體材料主要仍為石英玻璃。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足,本發(fā)明提供一種熔模鑄造用的型芯制造工藝，經(jīng)過該工藝制作的型芯，明顯地改善型芯的抗變形能力，并使型芯燒成收縮減小，得到高性能高質(zhì)量的型芯。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種熔模鑄造用的型芯制造工藝，包括如下步驟：
（1）漿料制備：將鋯石粉和石英玻璃置于球磨機內(nèi)混磨2-4個小時，并取出烘干，使水分含量低于質(zhì)量分數(shù)0.2%，再加入攪拌器攪拌制得漿料；
（2）成型：采用熱壓法成型；
（3）裝缽：將壓制成型的陶瓷型芯坯體埋入盛有填料的缽中，防止型芯在焙燒過程中變形損壞；
（4）填充填料：用1300℃下保溫4-6h焙燒過的工業(yè)氧化鋁作填料；
（5）造型：在振幅為0.2-0.5mm的振動臺上造型；
（6）焙燒：分為排蠟和燒結(jié)兩個階段。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟（2）成型工藝壓注壓力為2.7-4.0mpa，壓注溫度比增塑劑熔點高出30-80℃。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟（2）壓型要預(yù)熱到40-50℃，保壓時間為10-30秒。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟（2）壓好的陶瓷型芯坯體如發(fā)現(xiàn)變形，置于50-60℃下加熱，待其軟化后再放回壓型或校正型內(nèi)校正，冷卻后取出。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟（6）中排蠟工藝是通過加熱將陶瓷型芯坯體中的增塑劑去除，加熱溫度逐漸上升至600℃，排蠟結(jié)束。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟（6）中燒結(jié)工藝是升溫至900℃開始進行，直至溫度在1100-1400℃之間，保溫2-4h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)過本發(fā)明的工藝制作的型芯，明顯地改善型芯的抗變形能力，并使型芯燒成收縮減小，得到高性能高質(zhì)量的型芯。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例：
本發(fā)明提供了一種技術(shù)方案，一種熔模鑄造用的型芯制造工藝，包括如下步驟：
（1）漿料制備：將鋯石粉和石英玻璃置于球磨機內(nèi)混磨2-4個小時，并取出烘干，使水分含量低于質(zhì)量分數(shù)0.2%，再加入攪拌器攪拌制得漿料；
（2）成型：采用熱壓法成型；
（3）裝缽：將壓制成型的陶瓷型芯坯體埋入盛有填料的缽中，防止型芯在焙燒過程中變形損壞；
（4）填充填料：用1300℃下保溫4-6h焙燒過的工業(yè)氧化鋁作填料；
（5）造型：在振幅為0.2-0.5mm的振動臺上造型；
（6）焙燒：分為排蠟和燒結(jié)兩個階段。
陶瓷型芯成型一般來說壓力越大，壓注溫度越低，陶瓷型芯坯體變形越小，尺寸越準確。由于料漿以粉料為主，其流動性比一般模料差得多所述步驟（2）成型工藝壓注壓力為2.7-4.0mpa，壓注溫度比增塑劑熔點高出30-80℃；所述步驟（2）壓型要預(yù)熱到40-50℃，保壓時間為10-30秒；所述步驟（2）壓好的陶瓷型芯坯體如發(fā)現(xiàn)變形，置于50-60℃下加熱，待其軟化后再放回壓型或校正型內(nèi)校正，冷卻后取出。
所述步驟（6）中排蠟工藝是通過加熱將陶瓷型芯坯體中的增塑劑去除，加熱溫度逐漸上升至600℃，排蠟結(jié)束；所述步驟（6）中燒結(jié)工藝是升溫至900℃開始進行，直至溫度在1100-1400℃之間，保溫2-4h。
英玻璃是一種過冷液體，比晶態(tài)石英內(nèi)能高，穩(wěn)定性差，有自發(fā)地向內(nèi)能更低的晶態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢。但在常溫下由于它的粘度極大，內(nèi)部質(zhì)點很難重新排列。當加熱到高溫時，石英玻璃的粘度下降，同時質(zhì)點熱運動動能增大，其內(nèi)部質(zhì)點就有可能重新排列，從非晶態(tài)轉(zhuǎn)為晶態(tài)。一般透明石英玻璃于1200℃、不透明石英玻璃從1100℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，此轉(zhuǎn)變過程稱“析晶”，同時體積增大。當冷卻至180-270℃時，方石英又由α型轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦?，同時體積縮小。
析晶產(chǎn)生的體積變化會使陶瓷型芯產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋，石英玻璃中方石英析出量越多，各部分析晶程度越不均勻，產(chǎn)生的裂紋就越多，燒成后的陶瓷型芯的強度也就越低，嚴重時甚至型芯會斷裂，這是析晶過程對陶瓷型芯的有害影響。另外，石英玻璃的熔融過程是一個逐漸軟化進而熔融的漸進過程，熔融前的軟化狀態(tài)會引起變形，這也可看作是粘度很大的粘性流動。析晶使二氧化硅由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，對粘性流動有明顯的抑止作用，從而能顯著提高型芯的高溫抗變形能力。同時析晶的體積膨脹可以抵消一部分因燒結(jié)而引起的收縮。
經(jīng)過本發(fā)明的工藝制作的型芯，明顯地改善型芯的抗變形能力，并使型芯燒成收縮減小，得到高性能高質(zhì)量的型芯。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。