注射成型水溶性陶瓷型芯技術

王程成， 賀德龍， 鞠夢婷， 韋家虎， 益小蘇

(1.北京航空材料研究院，北京100095;2.西安交通大學 材料科學與工程學院，西安710049)

航空裝備性能的不斷提高對復雜內腔結構、高質量和高精度合金鑄件的需求越來越大，如飛機導流器、增壓器葉輪、機匣體、波導管［1～3］。而形成復雜內腔或管道的關鍵是研制適用于鑄件整體無余量成型的型芯材料［4］，且型芯的性能(力學性能、熱穩定性能、化學穩定性、表面質量、脫模容易程度等)優劣及工程可靠性高低直接影響到精鑄件的合格率、鑄造成本和產品質量。

鋁合金質量輕同時具有優異的力學性能，在汽車、船舶、兵器和航空航天等領域有廣泛的應用。針對鋁合金化學活性高、耐酸堿腐蝕性能差的特點，水溶性型芯技術在其復雜鑄件成型中備受青睞，常見的有尿素型芯、水溶性鹽芯和水溶性陶瓷型芯等。尿素型芯表面質量差、發氣量大，易產生氣孔缺陷，而鹽芯的低強度、低耐熱性和易脆性等特點使其在合金精密鑄造中的應用受到極大的限制，以耐火材料為主體的水溶性陶瓷型芯具有較高的機械強度、耐火度和化學穩定性，同時，具有較好的水溶性，可以有效地避免苛刻的脫芯條件對鋁合金鑄件造成的損害，因此在鋁合金精密鑄造中得到大量的應用，而且發展迅速［5～8］。水溶性陶瓷型芯主要有以下兩大類［9］:(1)以能溶于水或稀酸溶液的耐火陶瓷材料如MgO，CaO 基材經高溫燒結而成;(2)以難溶耐火材料如Al2O3，SiO2等為基材，可溶性無機鹽為黏結劑，通過相應的成型工藝制成。……