[其他]適用于鋁合金鑄件的水溶性燒結(jié)型芯技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87100957
• 申請(qǐng)日: 1987-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87100957A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翼勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 航空工業(yè)部第六○七研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B22C9/12
• 分類(lèi)號(hào): B22C9/12;B22C1/00
• 代理公司: 航空工業(yè)部專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 王偉,柴桂林

本發(fā)明是關(guān)于鋁合金中空鑄件所需的水溶性燒結(jié)型芯，此型芯尤其適用于鋁合金微波波導(dǎo)元件鑄造工藝。

鋁合金微波波導(dǎo)元件可采用各種金屬加工方法來(lái)制造。每一種方法都有其獨(dú)特的效果：機(jī)械加工方法比較精密，但對(duì)形狀復(fù)雜的波導(dǎo)元件則需分割成許多部件進(jìn)行加工，然后組合，這樣不僅生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且積累公差也增大;電鑄法也比較精密，但工藝難以控制，成本高，不適于大量生產(chǎn)。用鑄造法制造鋁合金波導(dǎo)元件，具有尺寸精度高，表面光潔度好，生產(chǎn)周期短，成本低，不受形狀限制等優(yōu)點(diǎn)，但在采用這種方法時(shí)，能否獲得滿意的波導(dǎo)元件，尤其是內(nèi)腔一致性高的波導(dǎo)元件，主要取決于型芯技術(shù)。

眾所周知，陶瓷型芯具有化學(xué)性能穩(wěn)定和其它各種性能優(yōu)良的特點(diǎn)，然而這類(lèi)型芯難以從鑄件中清除。《特種鑄造及有色合金》雜志一九八三年第四期第五頁(yè)上介紹的脫芯技術(shù)，提出了有效的脫芯方法。但這些方法是針對(duì)超合金提出的，在用于鉛合金時(shí)，將對(duì)鑄件產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。

可溶型芯比較適用于鋁合金鑄件。日本專(zhuān)利（昭52-30452）提供的型芯，在普通條件下鑄造尺寸精度和表面光潔度都要求很高的鋁合金鑄件（如波導(dǎo)元件）時(shí)，由于有氣體產(chǎn)生使液態(tài)鋁合金與型芯不能良好接觸，影響鑄件內(nèi)腔尺寸精度和表面光潔度。日本另一發(fā)明（昭50-9522）是用Al₂O₃加Na₃PO₄制成的水溶性型芯，這種型芯是由水溶性鹽融解后粘結(jié)Al₂O₃顆粒并不斷脫水（低溫烘烤）來(lái)獲得型芯。由于這種型芯中所含水溶性粘結(jié)劑較多，因此吸潮性強(qiáng)，當(dāng)型芯暴露在大氣中時(shí)會(huì)引起吸潮變形。另外，粘結(jié)劑在鑄件澆注時(shí)高溫反應(yīng)產(chǎn)生的氣體也影響液態(tài)鋁合金與型芯的良好接觸，使鑄件尺寸精度和表面光潔度受到破壞。

本發(fā)明的目的是提供一種適用于鋁合金鑄件-特別是適用于內(nèi)腔表面光潔度要求高，尺寸精度好，形狀復(fù)雜的鋁合金微波波導(dǎo)元件-鑄造工藝的水溶性燒結(jié)型芯技術(shù)。

本發(fā)明的水溶性燒結(jié)型芯是將粉狀電熔剛玉（α-Al₂O₃）基料和較低含量的鋁酸鈉（NaAlO₂），磷酸鈉（Na₃PO₄·12H₂O）粘結(jié)劑加水混勻并成型后，在500～1200℃溫度范圍內(nèi)燒結(jié)1～4小時(shí)，獲得水溶性燒結(jié)型芯，其結(jié)構(gòu)為燒結(jié)的網(wǎng)絡(luò)骨架，骨架間具有孔隙和水溶物。

本發(fā)明采用粉狀電熔剛玉作為型芯材料的基料，化學(xué)性能穩(wěn)定，高溫下僅在表面與粘結(jié)劑發(fā)生輕微的反應(yīng)，而粉狀電熔剛玉的表面活性較大，粘結(jié)劑的水溶液能被強(qiáng)烈地吸附在顆粒表面，使型芯具有一定的濕強(qiáng)度，同時(shí)增加高溫時(shí)固相反應(yīng)和固相燒結(jié)能力。另外電熔剛玉作為型芯材料的基料可以提高型芯的冷卻速度，使鋁合金組織細(xì)化。

NaAlO₂常溫（30℃）下溶解度約為18.6g/100g水，升溫后溶解度增加，60℃時(shí)約為69.6g/100g水，加入NaAlO₂的目的是使Na₃PO₄·12H₂O在水中不形成水合物，有助于Na₃PO₄·12H₂O的溶解，提高型芯的濕強(qiáng)度，促進(jìn)燒結(jié)的進(jìn)行。另外，也提高型芯燒結(jié)后的水溶性。

Na₃PO₄·12H₂O在55℃以下為固態(tài)，隨著溫度的增加發(fā)生下述反應(yīng)：

加水后在約400℃時(shí)還要分解：