1.6型芯解析

法外，大多数陶瓷型芯采用化学腐蚀法脱除，
如混合碱法，碱溶液法，压力脱芯法，氢氟 酸法。
热压注法陶瓷型芯常用脱芯方法
脱芯 方法 混合 碱法 碱 溶 液 压力 脱芯 法 氢氟 酸法 脱芯材料 W(NaOH)35% +w(KOH)65% W(NaOH)30%～ 40%水溶液 w(KOH)60%～70% 水溶液 W(NaOH)30% ～40%的水溶液 氢氟酸 脱芯温度 /℃ 400～500 脱芯时间 /h 0.5～1.0 优点和应用范围 腐蚀性大，脱芯速度较 快，受设备限制，多用 于小批量生产 腐蚀性较小，但脱芯速 度慢，可用于大批量 生产 腐蚀性较小，脱芯速 度较快，适合大批量 生产，但需专门设备 腐蚀性和毒性大，但无 专门设备，适合单件小 批量生产 清洗与中和 1-热水冲洗 2-冷水冲洗 3-中和 W(HCl)25%+ W(H3PO4)25% + W(水)50% 4-冷水冲洗 5-用酚酞液 滴入检测应 为中性 水冲洗
石英玻璃的粒度、纯度均影响烧结过 程和陶瓷型芯性能，应选用合理的粒度 级配，严格控制其杂质含量。
（2）矿化剂
矿化剂的作用：
降低烧结温度，促成烧结，并兼有提高型芯高温抗 变形能力、以及提高石英玻璃析晶率等重要作用。
常用矿化剂：
氧化铝系、氧化钙系和氧化锆系及ACS（氧化铝系、 氧化硅和氧化钙三元复合矿化剂）等。
低温强化
目的：提高型芯的室温强度。
方法：将焙烧好的陶瓷型芯浸渗在溶有热固性树脂
和固化剂溶液中。一般将型芯浸泡在强化剂
中30min，常温强度可提高1.5～3倍。
高温强化
目的：提高型芯的高温强度。
方法： 可浸硅酸乙酯水解液或硅溶胶，能使高温强度提高 30%～50%。
经强化后的型芯
5)型芯脱除
除形状简单而尺寸较大的型芯用机械脱除
将陶瓷型芯坯体中的增塑剂去除称排蜡。
热压注硅质陶瓷型芯的焙烧工艺规范
T＜600 ℃： 为排蜡阶段。为使坯体不产生起皮、鼓泡等 缺陷，此时升温要缓慢而均匀。 T＞900 ℃： 为烧结阶段。可以快速升温至终烧温度。通常 终烧结温度在1100～1400℃之间，保温2～4h。
（5）强化
将某种粘结剂溶液浸入已烧成的陶瓷型芯中 以提高其强度。强化分低温强化和高温强化。
单晶 叶片
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
陶瓷 型芯
1）成型方法 在耐火粉料中加入热塑性材料（如蜡）为增 塑剂制成陶瓷料浆，用热压注法制成型芯坯体， 再经高温烧结成型芯。
2）工艺流程
3）型芯材料
（1）基体
石英玻璃具有最低的热膨胀系数和良好的 溶失性，应用最广。
石英玻璃是硅质陶瓷型芯的基体材料。
关键是控制石英玻璃的粒度和纯度。
增塑剂配比（质量分数，%）
石蜡 蜂蜡 聚乙烯 松香 硬脂酸
95 93
50 47 60 30 48
5 5
50 50 35 10 7
2
3 -
60 38
5 7
（4）表面活性剂（又称润湿剂）
作用：
减少陶瓷粉末与增塑剂之间的界面张力，提 高润湿性和粉粒表面的滑动性,使两者能很好地混 合、包覆，减少增塑剂的用量，有利于型芯的成 形。
常用的表面活性剂有：
油酸、脂肪醇等物质。
加入量：一般为粉料质量分数的0.5%～1.0%。
4）制芯设备
美国TEMPCRAFT陶瓷型芯压注机
国产陶瓷型芯压注成型机
5）制芯工艺 （1）浆料制备 a.将粉料和矿化剂置于球磨机内混磨2h以上,
取出烘干,使水分含量低于质量分数0.3%.
b.将15%～20%的增塑剂加入带搅拌器的不锈钢 容器内,加热至85～95℃,并在搅拌的情况下加入粉 料和0.5%～1.0%的油酸,继续搅拌4～5h,即可用于 制芯或浇成锭块备用。
（3）装钵和填充填料
装钵是将压制成型的陶瓷型芯坯体埋入盛 有填料的钵中，防止型芯在焙烧过程中变形损 坏。
型芯在匣钵内的放置示意图
常用填料： 经1300℃下保温4～6h焙烧过的工业氧化铝。 填充：
在振幅为0.2～0.5mm的振动台上填充填料并
紧实。
(4）烧结
焙烧可分为排蜡和烧结两个阶段。通过加热
§1.6 熔模铸造型芯
主要内容 1.6.1 概述 1.6.2 陶瓷型芯及制芯工艺
1.6.1 概述
陶瓷型芯的作用：形成铸件的内腔结构，与 型壳共同保证铸件对内腔的尺寸精度要求。 陶瓷型芯通常用于形成形状复杂或不易成形 的铸件的内腔，作为简化工艺难度降低成本提高 制品合格率的一种特殊的工艺手段。
陶瓷型芯
1、熔模铸造型芯的基本要求
1）耐火度高 （高于合金的浇注温度） 2）热膨胀率低，尺寸稳定 （＜4×10-6/K）
3）足够的强度
4）化学稳定性好
（常温强度和高温强度）
（不污染合金）
5）易脱除
（大多采用化学腐蚀法）
2、熔模铸造型芯的分类 1）热压注陶瓷型芯 2）传递成形陶瓷型芯 3）灌浆成形陶瓷型芯 4）水溶型芯 5）水玻璃型芯 6）替换粘结剂型芯 7）细管型芯等
析晶
石英玻璃在高温下析出二氧化硅结晶相（方石 英晶体）的过程。
各种矿化剂的用量、使用温度和用途
矿化剂 工业氧化铝 铝矾土或莫 来石 氧化钙 ACS 锆石粉 加入量（质量 分数，%） 5～15 5～15 3 ～5 5 15～30 烧成温度 /℃ 1150～ 1200 1150～ 1200 1150～ 1200 1150～ 1200 1150～ 1200 极限使用温度 /℃ 1550 1550 1550 1550 1650 用途 一般用途 一般用途 一般用途 一般用途 定向凝固铸造
国内外仍以热压注陶瓷型芯和传递成形陶瓷型
芯为主，特别是前者应用最广，从材质看，主要
是二氧化硅基和氧化铝基。
1.6.2陶瓷型芯及制芯工艺
1、热压注陶瓷型芯
热压注陶瓷型芯是以基体材料和矿化剂为分
散相，有机增塑剂为介质，经加热混合，使粉
料与增塑剂形成流态浆料，然后在较高的压力
下压注成形。
热压注法陶瓷型芯实例
（2）压制型芯坯体
陶瓷型芯大多采用热压注成型，工艺参数类
控制似于压注熔模。一般来说压力越大，压注
温度越低，陶瓷型芯坯体变形越小，尺寸越准 确。
石英玻璃硅质陶瓷型芯坯体压注成形工艺参数
浆料压注温度 /℃ 80～120 压注压力 /MPa 2.7～4.0 压型温度 / ℃ 30～50 保压时间 脱模剂 /S 10～30 硅油
（3）增塑剂 为保证陶瓷浆料能顺利压注成型，需加入增 塑剂。增塑剂熔化后粘度应小，流动性好。
常用的增塑剂有石蜡、蜂蜡、硬脂酸等。为
提高型芯坯体强度，也常加入少量高聚物。
加入方法：将蜡熔融加入粉料中制成具有一 定流动性的陶瓷浆料，以便形成 坯体。 加入量：约20%，在保证成形的条件下尽量 少加，以减少收缩，增加强度。