编号：TCHY00261

篇名：凝胶注模成型氧化铝基陶瓷坯体的冷冻干燥缺陷控制

作者： 刘飞； 鲁中良； 李振发； 庞师坤； 姜博； 李涤尘；

关键词： 空心涡轮叶片； 陶瓷铸型； 凝胶注模； 冷冻干燥； 缺陷控制；

机构： 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室；

摘要： 采用凝胶注模成型技术制造复杂精铸件陶瓷铸型的过程中,铸型坯体会产生内部裂纹等缺陷,严重影响铸型质量。为此,采用三维CT检测技术,通过实验跟踪内部裂纹产生的过程,发现在冷冻干燥失水率(质量比)为20%~60%时,坯体容易产生裂纹。基于冷冻干燥理论,对裂纹产生的机理进行了分析,结果表明:在坯体冷冻干燥过程中,若冻结层温度高于其共晶点温度(-3.6℃),将使冻结层融化,致使其强度急剧下降,从而导致裂纹产生。为了降低坯体冻结层温度,将干燥供热板温度从15℃降低为-5℃,并在坯体内部设计直径为0.8mm的通孔结构,结果表明:采用这2项措施后,当坯体失水率为20%~60%时,可保证冻结层温度低于-3.6℃,有效避免裂纹的产生。