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1、(10)申请公布号 CN 104072155 A (43)申请公布日 2014.10.01 C N 1 0 4 0 7 2 1 5 5 A (21)申请号 201410224783.1 (22)申请日 2014.05.24 C04B 35/63(2006.01) C04B 35/583(2006.01) C04B 35/622(2006.01) (71)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32号 产房 (72)发明人高博 王伟 姜银珠 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 。
2、(54) 发明名称 一种高抗折抗压的陶瓷型芯 (57) 摘要 本发明公开了一种高抗折抗压的陶瓷型芯， 其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成 的：矿化剂10-14wt、增塑剂13-20wt、磷酸二 氢铝3-5wt、黄原胶0.5-1wt、余量为稀土包 覆氮化硼粉体，本发明的陶瓷型芯不仅具有足够 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，还具有很好的脱芯能力，将磷酸 二氢铝与稀土包覆氮化硼粉体高温烧结后可以提 高抗压和抗折能力，增强型芯的稳定性。 (51)Int.Cl. 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。
3、明书3页 (10)申请公布号 CN 104072155 A CN 104072155 A 1/1页 2 1.一种高抗折抗压的陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的： 矿化剂10-14wt、增塑剂13-20 wt、磷酸二氢铝3-5 wt、黄原胶0.5-1 wt、余 量为稀土包覆氮化硼粉体； 所述的矿化剂为二氧化硅、氧化镁、二氧化钛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82-90、蜂胶3-4、硅铝胶6-8、癸二酸丙二醇聚酯1-2、氢氧化铝粉2-3、硅烷偶联剂 KH550 0.1-0.2； 将上述石蜡加热熔化，加入蜂胶、氢氧化铝。
4、粉、硅烷偶联剂KH550，300-400转/分搅拌 分散10-12分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，在80-90下保温静置3-5分钟，冷却出料，即 得所述增塑剂； 所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备方法包括以下步骤： （1）将粘土在900-950下煅烧1-2小时，加入氮化硼，搅拌至常温，球磨均匀，得基础 粉料； （2）将羧甲基纤维素钠加入到500-600倍水中，加热到40-45，搅拌溶解，加入上述基 础粉料，1000-1300转/分搅拌分散20-30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。
5、； （4）将上述分散液加入前驱体溶液中，调节溶液的PH值至8-10，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氮化硼粉 体，烧结温度为1200-1500，时间为0.5-20h。 2.根据权利要求1所述的一种高抗折抗压的陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包 覆氮化硼粉体的制备中，所述的稀土氧化物前驱体的混合质量与基础粉料的质量比为 1:18-30。 3.根据权利要求1所述的一种高抗折抗压的陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包覆 氮化硼粉体的制备中，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1所述的一种高抗折抗压的陶瓷型芯。
6、，其特征在于，所述的稀土包覆 氮化硼粉体的制备中，所述的稀土氧化物前驱体溶液，它的浓度为0.01-0.4mol/L。 5.根据权利要求1所述的一种高抗折抗压的陶瓷型芯，其特征在于，所述的稀土包覆 氮化硼粉体的制备中，所述的氮化硼与粘土、羧甲基纤维素钠的质量比为100:6-8:2-3。 6.一种如权利要求1所述的高抗折抗压的陶瓷型芯的制备方法，其特征在于包括以下 步骤： （1）取上述稀土包覆氮化硼粉体重量的20-25%，与磷酸二氢铝混合，在100-110下 保温搅拌6-10小时，在400-500下烘干，冷却后充分球磨，加入黄原胶，搅拌均匀，得预混 料； （2）将混料机加热到120-140，加入上。
7、述增塑剂，在搅拌条件下加入上述预混料，搅拌 1-2小时后加入剩余各原料，加完后继续搅拌混合10-12小时，根据要求进行造型，烧结即 得所述高抗折抗压的陶瓷型芯，所述烧结温度为1300-1600，时间为0.5-20h。 权 利 要 求 书CN 104072155 A 1/3页 3 一种高抗折抗压的陶瓷型芯 技术领域 0001 本发明主要涉及精密铸造领域，尤其涉及一种高抗折抗压的陶瓷型芯。 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。
8、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镁、氧化硅基陶瓷型芯，因型芯材料不具备对熔融钛合 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 200610028168.9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。
9、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，氧化镁型芯材料也受到 相关科研人员的关注，如CN 102531648 A的中国发明专利申请公开了一种钛合金铸造用氧 化镁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。
10、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高抗折抗压的陶瓷型芯。 0005 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，其特征在于它是由下述重量百分比的原料组成的： 矿化剂10-14wt、增塑剂13-20 wt、磷酸二氢铝3-5 wt、黄原胶0.5-1 wt、余 量为稀土包覆氮化硼粉体； 所述的矿化剂为二氧化硅、氧化镁、二氧化钛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82-90、蜂胶3-4、硅铝胶6-8、癸二酸丙二醇聚酯1-2、氢氧化铝粉2-3、硅烷偶联剂 K。
11、H550 0.1-0.2； 将上述石蜡加热熔化，加入蜂胶、氢氧化铝粉、硅烷偶联剂KH550，300-400转/分搅拌 说 明 书CN 104072155 A 2/3页 4 分散10-12分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，在80-90下保温静置3-5分钟，冷却出料，即 得所述增塑剂； 所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备方法包括以下步骤： （1）将粘土在900-950下煅烧1-2小时，加入氮化硼，搅拌至常温，球磨均匀，得基础 粉料； （2）将羧甲基纤维素钠加入到500-600倍水中，加热到40-45，搅拌溶解，加入上述基 础粉料，1000-1300转/分搅拌分散20-30分钟，得分散液； （3）将无机锆。
12、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8-10，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氮化硼粉 体，烧结温度为1200-1500，时间为0.5-20h。 0006 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的稀土 氧化物前驱体的混合质量与基础粉料的质量比为1:18-30。 0007 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的无机 锆盐为氯化锆或硝酸锆，所述的无机钇盐为氯。
13、化钇或硝酸钇。 0008 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的稀土 氧化物前驱体溶液，它的浓度为0.01-0.4mol/L。 0009 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的氮化 硼与粘土、羧甲基纤维素钠的质量比为100:6-8:2-3。 0010 一种高抗折抗压的陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤： （1）取上述稀土包覆氮化硼粉体重量的20-25%，与磷酸二氢铝混合，在100-110下 保温搅拌6-10小时，在400-500下烘干，冷却后充分球磨，加入黄原胶，搅拌均匀，得预混 料； （2）将混料机加热到120-140，加入上述增塑剂，在。
14、搅拌条件下加入上述预混料，搅拌 1-2小时后加入剩余各原料，加完后继续搅拌混合10-12小时，根据要求进行造型，烧结即 得所述高抗折抗压的陶瓷型芯，所述烧结温度为1300-1600，时间为0.5-20h。 0011 本发明的优点是： 本发明的陶瓷型芯不仅具有足够的室温、高温强度，良好的化学稳定性，低的烧成收缩 及线膨胀率，还具有很好的脱芯能力，将磷酸二氢铝与稀土包覆氮化硼粉体高温烧结后可 以提高抗压和抗折能力，增强型芯的稳定性。 具体实施方式 0012 实施例1 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，它是由下述重量百分比的原料组成的： 矿化剂14wt、增塑剂20 wt、磷酸二氢铝3 wt、黄原胶0.5 w。
15、t、余量为稀土包 覆氮化硼粉体； 所述的矿化剂为二氧化硅、氧化镁、二氧化钛等质量比混合组成； 所述的增塑剂是由下述重量份的原料组成的： 说 明 书CN 104072155 A 3/3页 5 石蜡90、蜂胶4、硅铝胶6、癸二酸丙二醇聚酯2、氢氧化铝粉3、硅烷偶联剂KH550 0.2； 将上述石蜡加热熔化，加入蜂胶、氢氧化铝粉、硅烷偶联剂KH550，400转/分搅拌分散 12分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，在80下保温静置5分钟，冷却出料，即得所述增塑 剂； 所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备方法包括以下步骤： （1）将粘土在950下煅烧2小时，加入氮化硼，搅拌至常温，球磨均匀，得基础粉料； （2）将。
16、羧甲基纤维素钠加入到600倍水中，加热到45，搅拌溶解，加入上述基础粉料， 1300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 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氮化硼粉 体，烧结温度为1500，时间为10h。 0013 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的稀土 氧化物前驱体的混合质量与基础粉料的质量比为1:30。 0014 一种高。
17、抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，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。 0015 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的稀土 氧化物前驱体溶液，它的浓度为0.4mol/L。 0016 一种高抗折抗压的陶瓷型芯，所述的稀土包覆氮化硼粉体的制备中，所述的氮化 硼与粘土、羧甲基纤维素钠的质量比为100:8:2。 0017 一种高抗折抗压的陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤： （1）取上述稀土包覆氮化硼粉体重量的25%，与磷酸二氢铝混合，在110下保温搅拌 10小时，在500下烘干，冷却后充分球磨，加入黄原胶，搅拌均匀，得预混料； （2）将混料机加热到140，加入上述增塑剂，在搅拌条件下加入上述预混料，搅拌2小 时后加入剩余各原料，加完后继续搅拌混合12小时，根据要求进行造型，烧结即得所述高 抗折抗压的陶瓷型芯，所述烧结温度为1400，时间为7h。 0018 性能测试： 室温抗弯强度61MPa，高温挠度(1550下保温30min)0.43mm，烧成收缩率0.6。 说 明 书CN 104072155 A 。