本发明涉及航空发动机高温合金定向/单晶铸件的熔模铸造，具体涉及一种定向/单晶高温合金铸件熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法。
背景技术：
1、定向/单晶铸件熔模铸造浇注过程中，1500℃左右的高温合金液要在型壳中停留至少1h，合金熔体中的活泼元素与型壳内腔表面易发生复杂的物理、化学相互作用，当物理、化学反应过程严重时，铸件表面就会出现粘砂。粘砂不仅影响铸件的外观质量，增加清理、抛修时的难度和工作量，粘砂严重时还会造成铸件的报废。
2、随着高温合金材料和凝固技术的发展，对陶瓷型壳性能的要求不断提高。国内外学者围绕着型壳与高温合金的界面反应进行了深入研究，d.r.tarea等人通过试验研究发现合金中的cr元素在界面反应过程中扮演了非常重要的角色；e.h.wang等也对cmsx-4单晶高温合金的界面反应问题进行了系统研究，认为合金中的hf、al、ti、c等活性元素在面反应中起到了至关重要的作用；valenzaf等采用座滴法研究了cmsx486和in786lc高温合金与多晶al2o3、多晶zro2以及莫来石陶瓷型壳材料的界面反应，结果表明界面反应主要由合金中的活性元素hf、al、zr主导。国内科研院所也针对dz417g、dz22、dd5等活泼合金定向凝固过程的壳液反应进行了研究。虽然文献报道中对壳液反应的分析较多，但真正用于批产、稳定的有效抑制壳液反应的制壳方法较少。
技术实现思路
1、针对现有型壳体系高温热化学稳定性差的问题，提出一种用于定向/单晶熔模铸造的惰性陶瓷型壳制备方法。该方法不仅能解决定向/单晶铸件壳液反应的问题，而且型壳的高温性能能满足定向/单晶熔铸的要求。
2、本发明技术方案如下：
3、将除油并干燥后的零件模组浸入到面层涂料中，(10～15)s后取出模组，缓慢旋转模组，确保模组表面各部位均匀的覆盖一层浆料，将模组送入淋砂机内撒砂，完成面层模壳的制备；模组面层干燥后，将模壳浸入过渡层浆料中，涂覆均匀后送入淋砂机撒砂；过渡层模壳干燥后，将模组浸入背层浆料中并进行撒砂，干燥后重复背层沾浆撒砂操作至所需厚度，再用背层浆料封浆。封浆后型壳干燥完全后置于高压蒸汽脱蜡釜中脱蜡，再置于950～1350℃的焙烧炉中焙烧1～3h，冷却至室温后，得到所需陶瓷型壳。
4、所述面层浆料的配制：面层耐火粉料由270目高温煅烧高铝矾土、320目电熔莫来石粉、400目电熔莫来石粉、1000目高纯氧化铝粉组成；按粉液比称取硅溶胶，将硅溶胶加入快速制浆桶中，开动搅拌，先加入320目电熔莫来石粉，再加入400目电熔莫来石粉和1000目高纯氧化铝粉，最后加入270目高温煅烧高铝矾土，搅拌至少4h后，将浆料加入l型搅拌机内继续搅拌，并加入消泡剂和润湿剂。浆料在l型搅拌机内的搅拌时间大于24h，既得所需面层浆料。
5、所述面层粉料各组分占比为：270目高温煅烧高铝矾土70～95wt％，320目电熔莫来石粉5～50wt％，400目电熔莫来石粉(3～30)wt％，1000目高纯氧化铝粉(0.5～5)wt％。
6、所述270目高温煅烧高铝矾土，其煅烧温度≥1500℃，al2o3含量为80±2％；320目电熔莫来石粉al2o3含量为(95±2)％；400目电熔莫来石粉al2o3含量为(95±2)％；1000目高纯氧化铝粉al2o3含量为≥99.8％。
7、所述面层浆料硅溶胶与耐火粉料的粉液比为1：(3.5～5.5)，消泡剂和润湿剂的加入量均为硅溶胶加入量的(0.3～1)％，面层浆料的粘度在35～50s。
8、所述过渡层浆料的配制：过渡层选用270目高温煅烧高铝矾土和320目电熔莫来石粉混合粉为耐火粉料，其中高温煅烧高铝矾土占比5～40wt％、电熔莫来石粉占比60～90wt％。硅溶胶和耐火粉料粉液比为1：(2.5～3.5)。将硅溶胶加入l型搅拌机内，打开搅拌逐步加入电熔莫来石粉，粉料完全加入后，在l型搅拌机内的搅拌时间大于24h，既得所需过渡层浆料，过渡层浆料粘度在15～25s。
9、所述面层撒砂材料为120目电熔白刚玉砂，过渡层砂料为100目电熔白刚玉砂120目、100目电熔白刚玉砂的al2o3含量为≥99.0％。
10、本发明优点：
11、本发明所述的定向或单晶高温合金熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法，不仅能解决定向/单晶铸件壳液反应的问题，而且型壳的高温性能能满足定向/单晶熔铸的要求。
1.一种定向或单晶高温合金熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法，其特征在于：所述的定向/单晶高温合金铸件熔模铸造用惰性陶瓷型壳，通过将除油并干燥后的零件模组浸入到面层浆料中，均匀涂覆浆料后撒120#刚玉砂；模壳干燥后，浸涂过渡层浆料并撒100#刚玉砂、干燥；将模组浸入背层浆料中并进行撒砂，干燥后重复背层沾浆挂砂操作至所需厚度，再用背层浆料封浆；封浆后型壳干燥完全后置于高压蒸汽脱蜡釜中脱蜡，再置于950～1350℃的焙烧炉中焙烧1～3h，冷却至室温后，得到所需陶瓷型壳。
2.根据权利要求1所述的定向或单晶高温合金熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法，其特征在于：所述的面层浆料是由粘结剂硅溶胶、耐火粉料混合而成，硅溶胶与耐火粉料的粉液比为1：(3.5～5.5)，面层浆料的粘度在35～50s；耐火粉料由占比70～95wt％的270目高温煅烧高铝矾土、占比5～50wt％的320目电熔莫来石粉，占比(3～30)wt％的400目电熔莫来石粉，占比(0.5～5)wt％的1000目高纯氧化铝粉组成。
3.根据权利要求2所述的定向或单晶高温合金熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法，其特征在于：所述的270目高温煅烧高铝矾土，其煅烧温度≥1500℃，al2o3含量为80±2％。
4.根据权利要求1所述的定向或单晶高温合金熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法，其特征在于：320目电熔莫来石粉al2o3含量为(95±2)％；400目电熔莫来石粉al2o3含量为(95±2)％；1000目高纯氧化铝粉al2o3含量为≥99.8％。
5.根据权利要求1所述的定向或单晶高温合金熔模铸造用惰性陶瓷型壳制备方法，其特征在于：过渡层浆料的特征是由粘结剂硅溶胶、耐火粉料混合而成，硅溶胶与耐火粉料的粉液比为1：(2.5～3.5)，过渡层浆料粘度在15～25s；耐火粉料由占比5～40wt％的270目高温煅烧高铝矾土、占比60～90wt％的320目电熔莫来石粉组成。