空心叶片铸造用氧化硅陶瓷型芯的制备工艺

摘要

陶芯是制备镍基高温合金空心叶片的关键技术之一,用来成型叶片内部复杂结构的孔隙。目前应用最广泛的是氧化硅基陶芯。铸造过程中,陶芯要受到高温液体的压力冲击,因此陶瓷型芯要求具有高的性能。本课题着重研究了增塑剂含量、基体材料与矿化物的比以及基体材料的粒度比对氧化硅基陶芯性能的影响,并综合研究结论得到满足使用条件的石英玻璃基陶芯。
　　制备增塑剂含量从10％-20%(间隔为1%)、锆英粉含量为15%-30%(间隔为1%)的简单的陶芯,测量其压注成形率和弯曲强度的好坏。选择性能较好的配料进行各种性能的详细研究。
　　不同增塑剂含量实验中,分别烧制增塑剂含量为14%、15%和18%的三组样品,每组烧制15个样。研究发现,14%增塑剂的陶芯浆料塑性差,不易充满模具。增塑剂含量为15%的陶芯焙烧后,颗粒间发生明显的固相扩散,气孔率、烧失率都比14%增塑剂的陶芯高,弯曲强度也高。气孔率增加,实际承载面积减小,18%增塑剂含量的陶瓷型芯,由于气孔率太大使室温弯曲强度比15%增塑剂的陶芯低。18%增塑剂含量的陶芯挠度也相对较大。
　　不同含量锆英粉试验中,分别烧制比例为75%:25%;80%:20%;70%:30%三种不同配比的氧化硅基陶瓷型芯,每组30个样。通过烧结前后和强化处理前后测得的各项性能对比发现锆英粉含量为25%时有助于提高烧制成的陶芯的高温挠度和强度。
　　在以上实验结论的基础上改变基体材料石英玻璃粉的颗粒比,分别烧制石英玻璃粉粗、中和细目数比例分别为5:3:2;7:2:1和6:3:1的陶瓷型芯(基体材料占75%),每组30个样,进行强化处理。实验结果表明5:3:2时陶瓷型芯的液相含量少,蠕变最小。经过处理后高温性能也好。

目录

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 陶芯的发展及成果

1.2.1 国外陶芯的发展和生产概况

1.2.2 国内陶芯的发展和生产概况

1.3 常用的陶芯及其制备法

1.3.1 常用的陶芯

1.3.2 陶芯的制备方法

1.4 课题的选择依据及其研究目标

1.4.1 选题依据

1.4.2 研究目标

1.5 本课题的主要研究任务

第2章 型芯制备及测试分析

2.1 型芯制备

2.2 性能测试和分析

2.3 本章小结

第3章 不同增塑剂含量的研究

3.1 前言

3.2 不同增塑剂含量陶芯的制备

3.3 不同增塑剂含量陶芯的分析测试

3.4 本章小结

第4章 锆英粉含量对于陶芯性能的影响

4.1 引言

4.2 不同锆英粉含量陶芯的分析测试

4.3 本章小结

第5章 石英玻璃粉配比对陶芯的影响

5.1 引言

5.2 不同玻璃粉粒度的陶芯配方

5.3 不同粒度比陶芯的分析测试

5.4 生产实验

5.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢