基于3D打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器及其制备方法与流程

本发明公开涉及陶瓷过滤器的制备，尤其涉及基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器及其制备方法。

背景技术：

1、陶瓷过滤器作为精密铸造辅助材料已被广泛应用于高温合金精密铸造技术。在高温合金精密铸造过程中采用陶瓷过滤器对金属液过滤净化，可通过机械阻拦、整流、表面吸附等机制，高效地去除金属液中的大块夹杂物和细小悬浮夹杂物，并促进部分气体的析出，最终可使高温合金精铸件夹杂物含量大幅度降低，并能够有效提高温合金精铸件的机械性能和使用寿命。

2、传统工艺生产的陶瓷过滤器，是以有机泡沫为载体而制成，其内部结构依赖于有机泡沫的网格结构。而有机泡沫内部不同位置的三维结构框架的直径和长度不一致，导致制成的陶瓷过滤器结构不均匀，进而带来高温强度低、抗热震性差等问题，甚至会在浇铸时局部网格碎裂导致碎片污染铸件，无法满足高温合金精密铸造的要求。近几年新推出的3d打印工艺制作的陶瓷过滤器，虽然可以改善传统工艺制品的结构不均匀和强度低的问题，但其产品内表面粗糙度极低，对于金属液体中细小悬浮夹杂物的过滤效果不如传统泡沫陶瓷过滤器，加上其成本高昂，推广应用难度较大。

3、因此，如何研发一种对金属液体中细小悬浮夹杂物过滤效果良好的陶瓷过滤器，成为人们亟待解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明公开提供了基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器及其制备方法，以实现高效过滤熔融金属中尺寸在微米级别的悬浮夹杂物。

2、本发明一方面提供了基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，按照质量百分比计，包括：陶瓷粉体75-85％、溶剂8-15％、粘结剂3-8％、分散剂0.5-1％、触变剂0.5-1％、润滑剂0.5-1％；其中所述陶瓷粉体包括多种粒度。

3、优选地，所述多种粒度的陶瓷粉体直径组合为：0.5-10微米、10-50微米、50-200微米，其中0.5-10微米的陶瓷粉体、10-50微米的陶瓷粉体、50-200微米的陶瓷粉体间的质量比为1：3：6。

4、优选地，所述多种粒度的陶瓷粉体直径组合为：1-20微米：20-100微米：100-200微米，其中1-20微米的陶瓷粉体、20-100微米的陶瓷粉体：100-200微米的陶瓷粉体间的质量比为2：3：5。

5、优选地，所述陶瓷粉体为氧化锆、氧化铝、碳化硅中的一种。

6、优选地，所述分散剂包含cmc羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种。

7、优选地，所述粘结剂包含pva、黄原胶、锆溶胶中的至少一种。

8、优选地，所述触变剂包含聚丙烯酰胺和氢化蓖麻油中的至少一种。

9、优选地，所述润滑剂包含硅烷、聚乙二醇中的至少一种。

10、本发明另一方面还提供了多孔陶瓷过滤器的制备方法，包括：

11、1)配制混合浆料：按质量百分比：将不同粒度的陶瓷粉体混合均匀后，再加入溶剂、粘结剂、分散剂、助剂搅拌均匀；

12、2)将混合浆料通过3d打印得到坯体；

13、3)将坯体干燥、烧结后得到所述多孔陶瓷过滤器。

14、优选地，步骤1)中得到的混合浆料需经陈腐48小时后再进行3d打印；步骤3)所述干燥方式为：阴干48小时；所述烧结温度为：1600-1700度。

15、本发明提供的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器及其制备方法，该方法制成的产品表面呈多孔结构，可以高效过滤熔融金属中尺寸在微米级别的悬浮夹杂物；另外采用3d打印的成型方法，产品质量稳定且结构均匀可控。本申请中得到的陶瓷过滤器结合了传统泡沫陶瓷和3d打印的优点，具有过滤性能好、结构均匀可控、质量稳定、成本低等特点，具有广阔的应用前景和极强的市场竞争力。

16、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明公开。

技术特征：

1.基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，按照质量百分比计，包括：

2.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述多种粒度的陶瓷粉体直径组合为：0.5-10微米、10-50微米、50-200微米，其中0.5-10微米的陶瓷粉体、10-50微米的陶瓷粉体、50-200微米的陶瓷粉体间的质量比为1：3：6。

3.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述多种粒度的陶瓷粉体直径组合为：1-20微米：20-100微米：100-200微米，其中1-20微米的陶瓷粉体、20-100微米的陶瓷粉体：100-200微米的陶瓷粉体间的质量比为2：3：5。

4.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述陶瓷粉体为氧化锆、氧化铝、碳化硅中的一种。

5.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述分散剂包含cmc羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述粘结剂包含pva、黄原胶、锆溶胶中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述触变剂包含聚丙烯酰胺和氢化蓖麻油中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，其特征在于，所述润滑剂包含硅烷、聚乙二醇中的至少一种。

9.制备权利要求1-8任一所述多孔陶瓷过滤器的方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的基于3d打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于，步骤1)中得到的混合浆料需经陈腐48小时后再进行3d打印；步骤3)所述干燥方式为：阴干48小时；所述烧结温度为：1600-1700度。

技术总结本发明公开了基于3D打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器及其制备方法，其中基于3D打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器，按照质量百分比计，包括：陶瓷粉体75‑85％、溶剂8‑15％、粘结剂3‑8％、分散剂0.5‑1％、触变剂0.5‑1％、润滑剂0.5‑1％；其中所述陶瓷粉体包括多种粒度。本发明提供的基于3D打印的精密铸造用多孔陶瓷过滤器及其制备方法，该方法制成的产品表面呈多孔结构，可以高效过滤熔融金属中尺寸在微米级别的悬浮夹杂物；另外采用3D打印的成型方法，产品质量稳定且结构均匀可控。本发明中的陶瓷过滤器结合了传统泡沫陶瓷和3D打印的优点，具有过滤性能好、结构均匀可控、质量稳定、成本低等特点，具有广阔的应用前景和极强的市场竞争力。技术研发人员：吕述平,程涛,李建华,赵明受保护的技术使用者：辽宁航安型芯科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11