本技术涉及一种高气孔率且具有高强度的硅基陶瓷材料,包括其制备工艺和在钛合金铸造领域的应用。该硅基陶瓷由固体粉体和粘结剂构成,固体粉体占比为60-100wt%。
背景技术
航空发动机与燃气轮机的空心叶片是煅烧室后端涡轮转子上承载高温高压条件的精密零件,常用合金熔融浇铸工艺进行制造。空心叶片中的空心部分的模板材料被称为陶瓷型芯,是一种需要在浇铸之前完成成型、烧结的预制件,需要预先填入陶瓷型壳中,提供浇铸时的形状稳定性和高温力学性能,并在浇铸完成后用化学法脱除陶瓷型芯以形成空心叶片。其中的陶瓷型芯的尺寸稳定性和力学性能,是决定叶片空心型腔能否成功产生并提供连续气流通道的关键辅材,是精密铸造用陶瓷产品的高端、关键产品之一。
目前,国内外使用的陶瓷型芯主要有铝基陶瓷型芯和硅基陶瓷型芯。铝基陶瓷型芯具有更好的热强性能及热稳定性,并且在烧结和使用过程中结构稳定、没有高低温晶型转变、耐高温性能较好。但是,铝基陶瓷型芯脱芯比较困难,抑制其广泛的实际应用和发展。与铝基陶瓷型芯相比,硅基陶瓷型芯具有烧结温度低、方石英转化速率有较好的可控性、热膨胀系数小、脱芯性能好等优点。然而,氧化硅基型芯也普遍存在高温强度低、变形大、与钛合金反应等问题,影响合金叶片的生产合格率和成本。
实现思路