一种厚大且尺寸突变陶瓷型芯及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种厚大且尺寸突变陶瓷型芯及其制备方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，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，降低成本，提高铸件合格率的一种特殊工艺手段。陶瓷型芯的作用是形成铸件的内腔结构，与外皮模具及型壳共同保证铸件对空腔尺寸精度的要求。为了提升产品及武器装备的使用性能，满足整体化、轻量化及铸件等壁厚设计设计需求，铸件的内腔越来越复杂，陶瓷型芯壁厚悬殊也越来越大，整体陶瓷型芯难度极大，且尺寸精度难易掌控，经常会出现变形、缩陷等问题，因此对厚大且尺寸突变的陶瓷型芯的精度要求越来越高，如何解决厚大及尺寸突变陶瓷型芯制备问题是生产中急需解决的。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种厚大且尺寸突变陶瓷型芯及其制备方法，可显著降低陶瓷性芯的制造难度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，减少变形和缩陷，提高陶瓷型芯的合格率。本发明的技术方案如下:
一种厚大且尺寸突变陶瓷型芯1，包括中空陶瓷型芯素胚2和预制陶瓷型芯素坯3，预制陶瓷型芯素坯3设置在中空陶瓷型芯素坯2内，陶瓷型芯素胚2与预制陶瓷型芯素胚3通过陶瓷浆料粘合；所述中空陶瓷型芯素坯2为长方体结构，沿长度方向的对侧面上设置圆柱体空心定位杆21和22，长方体23、定位杆21和22的内部空心结构形状与预制陶瓷型芯素坯3相同；所述预制陶瓷型芯素坯3也为长方体结构，其表面分布圆台状定位凸台31、定位杆32和33、芯头34的结构，且长方体的棱边处均倒圆角R3~R8，其中所述圆台状定位凸台31数量为19个，前后表面各均匀分布6个，左右表面各分布1个，上表面平行分布3个，下表面平行分布2个；所述芯头34设置在长方体下表面，位于2个定位凸台31的中间，三者处于同一条中心轴上；所述定位杆32和33分别位于长方体上下表面，与圆台状定位凸台31平行分布，且两者在上下表面的分布格局为反对称。
[0004]所述中空陶瓷型芯素坯2长方体结构的尺寸为:长90~120mm，宽65~85mm，高55?70mmo
[0005]所述预制陶瓷型芯素坯3长方体结构的尺寸为:长60?90mm，宽35?55mm，高25?40mmo
[0006]所述中空陶瓷型芯素坯2定位杆21和22的直径为10~16mm，预制陶瓷型芯素坯3定位杆32和33的直径为5~10mm，21和22的直径较32和33的直径长，且至少长4mm，并且在厚大且尺寸突变的陶瓷型芯1中定位杆11和12分别与预制陶瓷型芯素坯3定位杆32和33及中空陶瓷型芯素坯2定位杆21和22等长且同轴。
[0007]所述圆台状定位凸台31高为10~15mm，圆台底面圆的半径为R3~4mm，圆台顶面圆的半径为R2~2.4mm,圆台底面与长方体的结合处倒圆角R1~R1.5，圆台顶面的棱边处倒圆角R2~R4，并且倒圆角的半径与顶面圆的半径相同。
[0008]所述厚大且尺寸突变陶瓷型芯1的制备方法，按照以下工艺步骤进行:
(1)将预制陶瓷型芯素坯3放入厚大且尺寸突变的陶瓷型芯1模具的下模中，正确定位，合模；
(2)将配置好的陶瓷浆料加热至125~135°C，搅拌24~35小时，待其冷却到97~102°C时，注射陶瓷料浆，保温35~40秒，脱模后得到陶瓷型芯厚大且尺寸突变的陶瓷型芯。
[0009]所述陶瓷浆料的成分及百分含量为:40~60 μ m的氧化铒20~30%，2-15 μ m的氧化铒5~15%，2-20 μ m的石英粉30~60%，增塑剂10~20%，分散剂0.5-1.2% ;其中增塑剂为石蜡、蜂蜡和聚乙烯混合物，分散剂为油酸。
[0010]所述陶瓷浆料的制备方法为:1、将增塑剂加入至料筒中，加热至120~130° C ;2、将上述氧化铒、石英粉加热至120~140° C，保温2小时后加入到料桶中，混合均匀；3、加入分散剂，搅拌24~30小时。
[0011]所述预制陶瓷型芯素坯3、中空陶瓷型芯素坯2及厚大且尺寸突变的陶瓷型芯1的陶瓷浆料成分相同。
[0012]所述预制陶瓷型芯素坯3的制备方法为:[1]、将所述陶瓷料浆导入压型机浆料桶，料桶温度为97~102° C ; [2]、将预制陶瓷型芯素坯3的模具安放压型机工作台上加热，设定压力l~2Mpa，保压15~30s ;[3]、压型，修整毛边得到预制陶瓷型芯素坯3。
[0013]与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为:
本发明采用预先制备的适应厚大且尺寸突变陶瓷型芯1成形的陶瓷型芯素胚3 (不用烧结)，将预制陶瓷型芯素胚3放入制备厚大且尺寸突变陶瓷型芯1下模中，正确定位后，合模，再通过二次注浆的方法，利用中空陶瓷型芯素坯2实现减少“厚大及尺寸突变”的趋势，可显著降低陶瓷性芯的制造难度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，减少变形和缩陷，有效提高了陶瓷型芯成品的合格率。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的厚大且尺寸突变陶瓷型芯的平面及立体示意图，其中1:厚大且尺寸突变陶瓷型芯，11和12为厚大且尺寸突变陶瓷型芯定位杆。
[0015]图2是图1中A-A面的剖视图，其中2:中空陶瓷型芯；3:陶瓷型芯素坯；21和22:中空陶瓷型芯素坯2定位杆；32和33:预制陶瓷型芯素坯3定位杆。
[0016]图3是中空陶瓷型芯素坯的结构示意图，其中23:长方体。
[0017]图4是预制陶瓷型芯素坯3的结构示意图。
[0018]图5是预制陶瓷型芯素坯3的平面示意图，其中31:圆台状定位凸台；34:芯头。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0020]实施例1
一种厚大且尺寸突变陶瓷型芯1，如图1~2所示，包括中空陶瓷型芯素胚2和预制陶瓷型芯素坯3，预制陶瓷型芯素坯3设置在中空陶瓷型芯素坯2内，陶瓷型芯素胚2与预制陶瓷型芯素胚3通过陶瓷浆料粘合；所述中空陶瓷型芯素坯2为长方体结构，沿长度方向的对侧面上设置圆柱体空心定位杆21和22，长方体23、定位杆21和22的内部空心结构形状与预制陶瓷型芯素坯3相同，如图3所示；所述预制陶瓷型芯素坯3为长方体，如图4~5所示，其表面分布圆台状定位凸台31、定位杆32和33、芯头34的结构，且长方体的棱边处均倒圆角R3~R8，其中所述圆台状定位凸台31数量为19个，前后表面各均匀分布6个，左右表面各分布1个，上表面平行分布3个，下表面平行分布2个；所述芯头34设置在长方体下表面，位于2个定位凸台31的中间，三者处于同一条中心轴上；所述定位杆32和33分别位于长方体上下表面，与圆台状定位凸台31平行分布，且两者在上下表面的分布格局为反对称。
[0021]所述中空陶瓷型芯素坯2长方体结构的尺寸为:长90mm，宽65mm，高55mm。
[0022]所述预制陶瓷型芯素还3长方体结构的尺寸为:长60mm，宽35mm，高25mm。
[0023]所