本發明涉及一種耐火材料、應用及其制備方法，特別是涉及一種型殼、應用及其制備方法，應用于高活性合金精密鑄造及定向凝固技術領域。

背景技術：

鈦及鈦合金由于具有密度小、比強度高、耐腐蝕等一系列優異的特性，被廣泛地應用于航空航天工業、能源工業、海上運輸、化學工業等方面。鋯合金在300～400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學性能、較低的原子熱中子吸收截面(鋯為0.18靶恩)，對核燃料有良好的相容性，因此可用作水冷核反應堆的堆芯結構材料。但是鈦、鋯等合金在高溫下具有很高的化學活性，要與常用的各種耐火材料發生化學反應。這就需要合金鑄造使用的耐火材料和粘結劑的具有非常高的化學穩定性。目前使用較多的鈦合金精密鑄造用型殼，大致可分為：石墨型殼、鎢面層陶瓷型殼、氧化物陶瓷型殼等。其中，石墨型殼所澆注出來的鑄件，在表面上有一層滲碳的α脆性層，厚度大約為0.2～0.3mm，它有可能在應力作用下引發裂紋的產生與擴展。石墨型殼的熱穩定性有一定的限度，當石墨與鈦液接觸，在達到反應激活能的條件下，有可能發生急劇的放熱連鎖反應，因此石墨型殼不宜澆注大型復雜鈦合金鑄件。另外，石墨型殼的收縮率高，是普通熔模陶瓷型殼的兩倍，這影響了熔模石墨型殼鈦合金精鑄件的精度。鎢面層陶瓷型殼制備時，鎢粉作為涂料中的填料使用，鎢粉的性能對型殼的品質有重大的影響，鎢粉應具較高的純度，雜質含量不能超過規定的標準，氧、碳含量的超標，將影響鈦鑄件的品質。鎢面層熔模型殼必須采用溶劑脫蠟,因而對人體健康有很大的傷害，同時也污染環境。鎢面層型殼在還原性氣氛下焙燒，脫蠟后沉積在型殼表面上的模料灰分很難燒掉，在澆注時很容易與液鈦反應，在鑄件表面形成氣孔。氧化物陶瓷型殼的面層和鄰層涂料中主要使用了氧化鋯、氧化釔、氧化鈣等與鈦液反應較小的氧化物，其中以氧化釔作為填料的面層涂料鑄造性能較好，但氧化釔容易發生水化作用，其漿料對ph值變化十分敏感，易膠凝。另外氧化物陶瓷型殼無法避免在鑄件表面形成α粘污層，α粘污層的厚度從0.02～0.2mm不等。鋯酸鍶是一種化學性質非常穩定的耐火材料，鋯酸鍶陶瓷型殼與鈦及鈦合金反應程度小。此外由于鋯酸鍶穩定的化學性質，其在水、弱酸、強堿中都不發生化學反應，所以含有鋯酸鍶的涂料穩定不易膠凝。mgo熔點為2800℃，屬堿性耐火材料，經高溫加熱后可轉變為穩定的立方晶體，莫氏硬度6度，20～1000℃的平均線膨脹系數為13.5×10^-6/℃，100～1000℃的熱導率為6.69w/m·k。氧化鎂制品在氧化氣氛中，可以使用到2200℃；在真空中，到1600～1700℃還有很好的性能。同時，氧化鎂制品對很多金屬熔液有很強的抗侵蝕能力。且有報道稱已將srzro3成功的應用于ti6al4v以及化學活性稍低的tini、tife合金的熔煉，但應用于高活性合金熔煉未見相關報道。

技術實現要素：

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種mgo-srzro3復合型殼、應用及其制備方法，本發明復合型殼的面層材料為srzro3，背層材料為氧化鎂。本發明復合型殼與高活性金反應程度小，鑄件表面形成的粘污層厚度小；以氧化鎂為背層鋯酸鍶陶瓷型殼的強度高，鑄件表面的光潔度高；含有鋯酸鍶的涂料穩定不易膠凝，懸浮性好，保存時間長。本發明所提供的型殼與石墨、cao、zro2、al2o3等普通型殼相比，可以降低高活性合金在精密鑄造及定向凝固過程中與型殼材料的界面反應程度，鑄件表面的光潔度高，獲得更理想的柱狀晶或單晶定向凝固組織，適合在高活性合金精密鑄造及定向凝固式樣和單晶式樣制備過程中的應用，具有重要的產業價值。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種mgo-srzro3復合型殼，面層材料主要由面層填料和面層粘結劑組成，面層填料為srzro3，srzro3為小于200目的粉末顆粒，面層粘結劑為不與高活性金屬熔體反應的粘結劑，面層材料的配比為：按照組分質量百分比，面層填料為65-95％，面層粘結劑為5-35％；背層材料由背層粘結劑和背層填料組成，背層填料為mgo，mgo為小于120目的粉末顆粒，背層材料的配比為：按照組分質量百分比，背層填料為65-95％，背層粘結劑為5-35％。

作為本發明優選的技術方案，由面層和背層組成復合型殼的總厚度不低于5mm。

作為本發明優選的技術方案，在srzro3面層和mgo背層之間還設有srzro3撒砂層，srzro3撒砂層采用的srzro3骨料的粒徑為80-120目；在mgo背層的外表面還結合一層mgo撒砂層，mgo撒砂層采用的mgo骨料的粒徑為不小于20目。

作為本發明優選的技術方案，面層粘結劑為醋酸鋯、二醋酸鋯和釔溶膠中的任意一種粘結劑或任意幾種的混合粘結劑；背層粘結劑為硅熔膠和硅酸乙酯中的任意一種粘結劑或兩種的混合粘結劑。

一種本發明mgo-srzro3復合型殼的應用，應用于高活性合金的精密鑄造及定向凝固工藝。優選作為熔煉鈦合金或鋯合金的坩堝壁。

一種本發明mgo-srzro3復合型殼的制備方法，包括如下步驟：

a.鋯酸鍶原料的預處理：型殼面層耐火材料srzro3經電熔造粒處理后，再經過分篩，分篩后得到兩種類型的粉料：粒度小于200目的和粒度介于80-120目的，其中粒度小于200目的粉料用于配置面層漿料，粒度在80-120目的用于面層撒砂骨料；

b.型殼面層漿料的配制：以組分重量百分比進行計量，型殼的面層材料的涂料原料配方主要為：srzro3為95-65％，面層粘結劑為5-35％；將涂料原料配制成srzro3漿液，在步驟a中，作為原料的srzro3的粒徑為小于200目，srzro3漿液的具體制備過程為：首先將面層粘結劑倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理；然后將srzro3粉體粉料逐步加入漿料桶中繼續進行攪拌，控制粘度在15～65s之間，得到型殼面層漿料；作為本發明優選的技術方案，在型殼面層漿料中還添加不高于型殼面層漿料總量0.5wt％的表面活性劑和不高于型殼面層漿料總量0.5wt％的消泡劑，作為添加劑，在進行型殼面層漿料的配制時，首先將釔溶膠倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑；然后srzro3粉體粉料逐步加入漿料桶中繼續進行攪拌，在srzro3粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑；在進行攪拌后，再進行漿料粘度控制，得到型殼面層漿料；表面活性劑優選采用硬脂酸，消泡劑優選采用聚二甲基硅氧烷；

c.型殼背層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的背層涂料原料配方主要為：mgo為95-65％，背層粘結劑為5-35％；將涂料原料配制成mgo漿液，mgo漿液采用mgo的平均粒徑為小于120目，mgo漿液的具體制備過程為：首先將背層粘結劑倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理；然后將mgo粉體粉料逐步倒入漿料桶中繼續進行攪拌，控制粘度在10～20s之間，得到型殼背層漿料；作為本發明優選的技術方案，在型殼背層漿料中還添加不高于型殼背層漿料總量0.5wt％的表面活性劑和不高于型殼背層漿料總量0.5wt％的消泡劑，作為添加劑，在進行型殼背層漿料的配制時，首先將硅溶膠倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑；然后將mgo粉體粉料逐步加入漿料桶中繼續進行攪拌，在mgo粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑；在進行攪拌后，再進行漿料粘度控制，得到型殼背層漿料；表面活性劑優選采用硬脂酸，消泡劑優選采用聚二甲基硅氧烷；

d.復合型殼預制體的制備：

在步驟b中的漿料制備好后，首先采用浸涂方法，將蠟模浸入粘度為15～65s的型殼面層漿料中進行浸涂，再取出來對蠟型進行控漿，待多余的型殼面層漿料流淌下來之后，使面層漿料均勻地涂掛在蠟模上，然后用粒徑為80～120目的srzro3骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模表面涂掛的面層涂料膜上，然后待面層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復1-2次上述面層漿料浸涂和面層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型上的型殼面層干燥固化；然后繼續采用浸涂方法或者采用涂覆方法制備背層，當采用浸涂方法時，將結合型殼面層的蠟型組合體放入到在步驟c中制備的粘度為10～20s的型殼背層漿料中進行浸涂，再取出來對蠟型進行控漿，待多余的型殼背層漿料流淌下來之后，使背層涂料均勻地涂掛在與蠟模結合的型殼面層上，然后用粒徑為不小于20目的mgo骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模外表面涂掛的背層涂料膜上，然后待背層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復2-3次上述背層漿料浸涂和背層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型外部的型殼背層干燥固化，即形成依次由面層和背層組成mgo-srzro3復合型殼預制體；

e.型殼的脫蠟：

采用高壓蒸汽脫蠟方法或微波脫蠟方法，完成對步驟d中制備的mgo-srzro3復合型殼和蠟型的組合體脫蠟處理過程，得到mgo-srzro3復合型殼素坯；

f.復合型殼的焙燒：

將在步驟d中制備的已脫蠟的mgo-srzro3復合型殼素坯放入焙燒爐中在保護氣氛中燒結，控制燒結溫度為1150～1250℃，燒結至少1小時，然后于不高于300℃下保溫2～3小時，再進行隨爐冷卻至室溫，最終得到mgo-srzro3復合型殼成品。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

1.本發明所提供的型殼與石墨、cao、zro2、al2o3等普通型殼相比，可以降低高活性合金在精密鑄造及定向凝固過程中與型殼材料的界面反應程度，鑄件表面的光潔度高，獲得更理想的柱狀晶或單晶定向凝固組織，適合在高活性合金精密鑄造及定向凝固式樣和單晶式樣制備過程中的應用；本發明復合型殼與高活性金反應程度小，鑄件表面形成的粘污層厚度小；以氧化鎂為背層鋯酸鍶陶瓷型殼的強度高，鑄件表面的光潔度高；含有鋯酸鍶的涂料穩定不易膠凝，懸浮性好，保存時間長；

2.本發明采用srzro3為面層，mgo為背層材料制備用于高活性合金精密鑄造及定向凝固的mgo-srzro3復合型殼，在精密鑄造定向凝固工藝中使用，在高活性合金精密鑄造及定向凝固過程中，型殼經受的環境更加惡劣的考驗，本發明復合型殼在強度、高溫穩定性等方面性能優勢明顯，對于高溫下具有較高化學活性的鈦、鋯等合金而言，本發明精密鑄造及定向凝固用型殼還具備高的化學穩定性，能有效防止在定向凝固過程中型殼材料與合金熔體反應，因而具有重要的產業價值。

附圖說明

圖1為本發明實施例一mgo-srzro3復合型殼與高活性金屬的界面反應組織形貌圖。

具體實施方式

本發明的優選實施例詳述如下：

實施例一：

在本實施例中，一種mgo-srzro3復合型殼，面層材料主要由面層填料和面層粘結劑組成，面層填料為srzro3，srzro3為200目的粉末顆粒，面層粘結劑采用二醋酸鋯，二醋酸鋯不與高活性金屬熔體反應，面層材料的配比為：按照組分質量百分比，面層填料srzro3為80％，面層粘結劑二醋酸鋯為20％，即面層填料鋯酸鍶與粘結劑二醋酸鋯的重量比4:1；背層材料由背層粘結劑和背層填料組成，背層填料為mgo，mgo為120目的粉末顆粒，面層粘結劑采用硅溶膠，背層材料的配比為：按照組分質量百分比，背層填料mgo為80％，背層粘結劑硅溶膠為20％，即背層填料mgo與粘結劑硅溶膠的重量比4:1。本實施例由面層和背層組成總厚度為5mm的mgo-srzro3復合型殼。

在本實施例中，一種本實施例mgo-srzro3復合型殼的制備方法，包括如下步驟：

a.鋯酸鍶原料的預處理：

型殼面層耐火材料srzro3經電熔造粒處理后，再經過分篩，分篩后得到兩種類型的粉料：粒度小于200目的和粒度介于80-120目的，其中粒度小于200目的粉料用于配置面層漿料，粒度在80-120目的用于面層撒砂骨料；

b.型殼面層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的面層材料的涂料原料配方主要為：srzro3為80％，面層粘結劑二醋酸鋯為20％，即鋯酸鍶粉料與粘結劑二醋酸鋯的重量比4:1；將涂料原料配制成srzro3漿液，在步驟a中，作為原料的srzro3的粒徑為200目，在型殼面層漿料中還添加型殼面層漿料總量0.5wt％的表面活性劑硬脂酸和型殼面層漿料總量0.5wt％的消泡劑聚二甲基硅氧烷，作為添加劑，在進行型殼面層漿料的配制時，srzro3漿液的具體制備過程為：首先將面層粘結劑二醋酸鋯倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑硬脂酸；然后將srzro3粉體粉料逐步加入漿料桶中繼續進行攪拌，在srzro3粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑聚二甲基硅氧烷，在進行攪拌后，控制粘度在30s，得到型殼面層漿料，測量型殼面層漿料的粘度所用的粘度杯為美制4號流杯；

c.型殼背層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的背層涂料原料配方主要為：mgo為80％，背層粘結劑硅溶膠為20％，即mgo粉料與粘結劑硅溶膠的重量比4:1；將涂料原料配制成mgo漿液，mgo漿液采用mgo的平均粒徑為120目，在型殼背層漿料中還添加型殼背層漿料總量0.5wt％的表面活性劑硬脂酸和型殼背層漿料總量0.5wt％的消泡劑聚二甲基硅氧烷，作為添加劑，在進行型殼背層漿料的配制時，mgo漿液的具體制備過程為：首先將背層粘結劑硅溶膠倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑硬脂酸；然后將mgo粉體粉料逐步倒入漿料桶中繼續進行攪拌，在mgo粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑聚二甲基硅氧烷；在進行攪拌后，控制粘度在10～20s之間，得到型殼背層漿料，測量型殼面層漿料的粘度所用的粘度杯為美制4號流杯；

d.復合型殼預制體的制備：

在步驟b中的漿料制備好后，首先采用浸涂方法，將蠟模浸入粘度為30s的型殼面層漿料中進行浸涂，浸漬3分鐘后，即稍待片刻，再取出來對蠟型進行控漿，待多余的型殼面層漿料流淌下來之后，使面層漿料均勻地涂掛在蠟模上，然后用粒徑為80～120目的srzro3骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模表面涂掛的面層涂料膜上，然后待面層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復1次上述面層漿料浸涂和面層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型上的型殼面層干燥固化；然后采用涂覆方法制備背層，使背層漿料均勻地涂掛在與蠟模結合的型殼面層上，然后用粒徑為20目的mgo骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模外表面涂掛的背層涂料膜上，然后待背層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復3次上述背層漿料浸涂和背層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型外部的型殼背層干燥固化，即形成依次由面層和背層組成的總厚度為5mm的mgo-srzro3復合型殼預制體；

e.型殼的脫蠟：

采用高壓蒸汽脫蠟方法，完成對步驟d中制備的mgo-srzro3復合型殼和蠟型的組合體脫蠟處理過程，得到mgo-srzro3復合型殼素坯；

f.復合型殼的焙燒：

將在步驟d中制備的已脫蠟的mgo-srzro3復合型殼素坯放入焙燒爐中在保護氣氛中燒結，控制燒結溫度為1250℃，燒結至少1小時，然后于300℃下保溫2小時，再進行隨爐冷卻至室溫，最終得到mgo-srzro3復合型殼成品。

定向凝固實驗：

在真空定向爐內進行定向凝固實驗，真空定向爐所采用的坩堝為本實施例制備的mgo-srzro3復合型殼相同材質的復合型坩堝。將稱量好的tial合金棒或錠放置在坩堝中，將所制型殼在水冷銅盤底座上固定好，關爐門。將爐堂抽真空至5×10^-3pa，再反充高純氬氣至0.05mpa，如此反復洗爐3-5次，最后定向凝固實驗是在0.05mpa高純氬氣保護下進行的。對本實施例制備的mgo-srzro3復合型殼進行預熱，同時對坩堝內的tial合金進行感應熔化，待坩堝內的tial合金完全熔化，且型殼的預熱溫度達到1600℃時，進行澆注；澆注完畢后合金熔體在型殼內保溫10min，隨后以v＝3mm/min的凝固速度進行定向凝固實驗。

本實施例制備的mgo-srzro3復合型殼的實驗有益效果：

采用srzro3為面層，mgo為背層材料制備的定向凝固型殼，定向凝固后與tial合金的界面反應微弱，可得到具有定向組織的tial合金，參見圖1。本實施例最終制成用于高活性合金精密鑄造的鋯酸鍶陶瓷型殼。利用經此工序制成的型殼澆注鈦鎳合金，無明顯反應層，熔煉后金屬表面光潔，合金性能良好。

本實施例制備了一種高活性合金精密鑄造及定向凝固用復合型殼，型殼的造型材料包括srzro3、氧化鎂、二醋酸鋯、硅溶膠、表面活性劑硬脂酸、消泡劑聚二甲基硅氧烷。型殼的面層材料為srzro3，背層材料為氧化鎂。本實施例以鋯酸鍶為填料，醋酸鋯或釔溶膠等不與鈦合金反應的粘結劑，經過預處理、成型、硬化、燒結等工序制成型殼。本實施例復合型殼與高活性金反應程度小，鑄件表面形成的粘污層厚度小；以氧化鎂為背層鋯酸鍶陶瓷型殼的強度高，鑄件表面的光潔度高；含有鋯酸鍶的涂料穩定不易膠凝，懸浮性好，保存時間長。本實施例mgo-srzro3復合型殼能用于高活性合金精密鑄造及定向凝固。在高活性合金精密鑄造及定向凝固過程中，本實施例復合型殼經受的環境更加惡劣的挑戰能力強，型殼在強度、高溫穩定性等方面性能優異。對于高溫下具有較高化學活性的鈦、鋯等合金而言，精密鑄造及定向凝固用的本實施例型殼具備高的化學穩定性，能最大限度防止在定向凝固過程中型殼材料與合金熔體反應。本實施例制備的mgo-srzro3復合型殼完全能滿足復合模殼在tial合金定向凝固工藝中的應用要求，尤其適用于鈦合金、鋯合金高活性合金精密鑄造及定向凝固工藝。述型殼面層涂料、背層涂料和撒砂用骨料srzro3均經過特殊物理或化學方法預處理，通過在在srzro3面層和mgo背層之間還設有srzro3撒砂層，使srzro3面層和mgo背層緊密結合在一起，防止mgo-srzro3復合型殼產生裂紋等缺陷。本實施例制備的mgo-srzro3復合型殼與石墨、cao、zro2、al2o3等普通型殼相比，可以降低高活性合金在精密鑄造及定向凝固過程中與型殼材料的界面反應程度，獲得污染層更少的鑄件以及更理想的柱狀晶或單晶定向凝固組織，適合在高活性合金精密鑄造及定向凝固過程中的應用。

本實施例以鈦合金中的tial合金的定向凝固為實例在本技術方案的前提下進行實施，給出了詳細的實施方案和具體步驟過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實例中。本實例中提到的面層粘結劑釔溶膠、背層粘結劑硅溶膠均是精密鑄造中常用的造型材料，成本低，易于使用。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于：

在本實施例中，一種mgo-srzro3復合型殼，面層材料主要由面層填料和面層粘結劑組成，面層填料為srzro3，srzro3為200目的粉末顆粒，面層粘結劑采用二醋酸鋯，二醋酸鋯不與高活性金屬熔體反應，面層材料的配比為：按照組分質量百分比，面層填料srzro3為65％，面層粘結劑二醋酸鋯為35％；背層材料由背層粘結劑和背層填料組成，背層填料為mgo，mgo為120目的粉末顆粒，面層粘結劑采用硅溶膠，背層材料的配比為：按照組分質量百分比，背層填料mgo為65％，背層粘結劑硅溶膠為35％。本實施例由面層和背層組成總厚度為5mm的mgo-srzro3復合型殼。

在本實施例中，一種本實施例mgo-srzro3復合型殼的制備方法，包括如下步驟：

a.鋯酸鍶原料的預處理：本步驟與實施例一相同；

b.型殼面層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的面層材料的涂料原料配方主要為：srzro3為65％，面層粘結劑二醋酸鋯為35％；將涂料原料配制成srzro3漿液，在步驟a中，作為原料的srzro3的粒徑為200目，在型殼面層漿料中還添加型殼面層漿料總量0.5wt％的表面活性劑硬脂酸和型殼面層漿料總量0.5wt％的消泡劑聚二甲基硅氧烷，作為添加劑，在進行型殼面層漿料的配制時，srzro3漿液的具體制備過程為：首先將面層粘結劑二醋酸鋯倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑硬脂酸；然后將srzro3粉體粉料逐步加入漿料桶中繼續進行攪拌，在srzro3粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑聚二甲基硅氧烷，在進行攪拌后，控制粘度在15s，得到型殼面層漿料，測量型殼面層漿料的粘度所用的粘度杯為美制4號流杯；

c.型殼背層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的背層涂料原料配方主要為：mgo為65％，背層粘結劑硅溶膠為35％；將涂料原料配制成mgo漿液，mgo漿液采用mgo的平均粒徑為120目，在型殼背層漿料中還添加型殼背層漿料總量0.5wt％的表面活性劑硬脂酸和型殼背層漿料總量0.5wt％的消泡劑聚二甲基硅氧烷，作為添加劑，在進行型殼背層漿料的配制時，mgo漿液的具體制備過程為：首先將背層粘結劑硅溶膠倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑硬脂酸；然后將mgo粉體粉料逐步倒入漿料桶中繼續進行攪拌，在mgo粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑聚二甲基硅氧烷；在進行攪拌后，控制粘度在10～20s之間，得到型殼背層漿料，測量型殼面層漿料的粘度所用的粘度杯為美制4號流杯；

d.復合型殼預制體的制備：

在步驟b中的漿料制備好后，首先采用浸涂方法，將蠟模浸入粘度為15s的型殼面層漿料中進行浸涂，浸漬3分鐘后，即稍待片刻，再取出來對蠟型進行控漿，待多余的型殼面層漿料流淌下來之后，使面層漿料均勻地涂掛在蠟模上，然后用粒徑為80～120目的srzro3骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模表面涂掛的面層涂料膜上，然后待面層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復2次上述面層漿料浸涂和面層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型上的型殼面層干燥固化；然后采用涂覆方法制備背層，使背層漿料均勻地涂掛在與蠟模結合的型殼面層上，然后用粒徑為20目的mgo骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模外表面涂掛的背層涂料膜上，然后待背層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復2次上述背層漿料浸涂和背層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型外部的型殼背層干燥固化，即形成依次由面層和背層組成的總厚度為5mm的mgo-srzro3復合型殼預制體；

e.型殼的脫蠟：

采用微波脫蠟方法，完成對步驟d中制備的mgo-srzro3復合型殼和蠟型的組合體脫蠟處理過程，得到mgo-srzro3復合型殼素坯；

f.復合型殼的焙燒：

將在步驟d中制備的已脫蠟的mgo-srzro3復合型殼素坯放入焙燒爐中在保護氣氛中燒結，控制燒結溫度為1150℃，燒結至少2小時，然后于300℃下保溫3小時，再進行隨爐冷卻至室溫，最終得到mgo-srzro3復合型殼成品。

本實施例制備了一種高活性合金精密鑄造及定向凝固用復合型殼，型殼的造型材料包括srzro3、氧化鎂、二醋酸鋯、硅溶膠、表面活性劑硬脂酸、消泡劑聚二甲基硅氧烷。型殼的面層材料為srzro3，背層材料為氧化鎂。本實施例復合型殼與高活性金反應程度小，鑄件表面形成的粘污層厚度小；以氧化鎂為背層鋯酸鍶陶瓷型殼的強度高，鑄件表面的光潔度高；含有鋯酸鍶的涂料穩定不易膠凝，懸浮性好，保存時間長。

實施例三：

本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于：

在本實施例中，一種mgo-srzro3復合型殼，面層材料主要由面層填料和面層粘結劑組成，面層填料為srzro3，srzro3為200目的粉末顆粒，面層粘結劑采用二醋酸鋯，二醋酸鋯不與高活性金屬熔體反應，面層材料的配比為：按照組分質量百分比，面層填料srzro3為95％，面層粘結劑二醋酸鋯為5％；背層材料由背層粘結劑和背層填料組成，背層填料為mgo，mgo為120目的粉末顆粒，面層粘結劑采用硅溶膠，背層材料的配比為：按照組分質量百分比，背層填料mgo為95％，背層粘結劑硅溶膠為5％。本實施例由面層和背層組成總厚度為5mm的mgo-srzro3復合型殼。

在本實施例中，一種本實施例mgo-srzro3復合型殼的制備方法，包括如下步驟：

a.鋯酸鍶原料的預處理：本步驟與實施例一相同；

b.型殼面層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的面層材料的涂料原料配方主要為：srzro3為95％，面層粘結劑二醋酸鋯為5％；將涂料原料配制成srzro3漿液，在步驟a中，作為原料的srzro3的粒徑為200目，在型殼面層漿料中還添加型殼面層漿料總量0.5wt％的表面活性劑硬脂酸和型殼面層漿料總量0.5wt％的消泡劑聚二甲基硅氧烷，作為添加劑，在進行型殼面層漿料的配制時，srzro3漿液的具體制備過程為：首先將面層粘結劑二醋酸鋯倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑硬脂酸；然后將srzro3粉體粉料逐步加入漿料桶中繼續進行攪拌，在srzro3粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑聚二甲基硅氧烷，在進行攪拌后，控制粘度在65s，得到型殼面層漿料，測量型殼面層漿料的粘度所用的粘度杯為美制4號流杯；

c.型殼背層漿料的配制：

以組分重量百分比進行計量，型殼的背層涂料原料配方主要為：mgo為95％，背層粘結劑硅溶膠為5％；將涂料原料配制成mgo漿液，mgo漿液采用mgo的平均粒徑為120目，在型殼背層漿料中還添加型殼背層漿料總量0.5wt％的表面活性劑硬脂酸和型殼背層漿料總量0.5wt％的消泡劑聚二甲基硅氧烷，作為添加劑，在進行型殼背層漿料的配制時，mgo漿液的具體制備過程為：首先將背層粘結劑硅溶膠倒入漿料桶中，并對漿料桶中的材料進行攪拌預處理，再向漿料桶中加入表面活性劑硬脂酸；然后將mgo粉體粉料逐步倒入漿料桶中繼續進行攪拌，在mgo粉體粉料加入完畢后，再向漿料桶中加入消泡劑聚二甲基硅氧烷；在進行攪拌后，控制粘度在10～20s之間，得到型殼背層漿料，測量型殼面層漿料的粘度所用的粘度杯為美制4號流杯；

d.復合型殼預制體的制備：

在步驟b中的漿料制備好后，首先采用浸涂方法，將蠟模浸入粘度為65s的型殼面層漿料中進行浸涂，浸漬3分鐘后，即稍待片刻，再取出來對蠟型進行控漿，待多余的型殼面層漿料流淌下來之后，使面層漿料均勻地涂掛在蠟模上，然后用粒徑為80～120目的srzro3骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模表面涂掛的面層涂料膜上，然后待面層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復1次上述面層漿料浸涂和面層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型上的型殼面層干燥固化；然后采用涂覆方法制備背層，使背層漿料均勻地涂掛在與蠟模結合的型殼面層上，然后用粒徑為20目的mgo骨料粉體進行表面均勻撒砂，撒在蠟模外表面涂掛的背層涂料膜上，然后待背層涂料膜充分干燥和硬化后，再重復3次上述背層漿料浸涂和背層涂料膜固化步驟，使結合于蠟型外部的型殼背層干燥固化，即形成依次由面層和背層組成的總厚度為5mm的mgo-srzro3復合型殼預制體；

e.型殼的脫蠟：本步驟與實施例一相同；

f.復合型殼的焙燒：

將在步驟d中制備的已脫蠟的mgo-srzro3復合型殼素坯放入焙燒爐中在保護氣氛中燒結，控制燒結溫度為1250℃，燒結至少1小時，然后于300℃下保溫2小時，再進行隨爐冷卻至室溫，最終得到mgo-srzro3復合型殼成品。

本實施例制備了一種高活性合金精密鑄造及定向凝固用復合型殼，型殼的造型材料包括srzro3、氧化鎂、二醋酸鋯、硅溶膠、表面活性劑硬脂酸、消泡劑聚二甲基硅氧烷。型殼的面層材料為srzro3，背層材料為氧化鎂。本實施例復合型殼與高活性金反應程度小，鑄件表面形成的粘污層厚度小；以氧化鎂為背層鋯酸鍶陶瓷型殼的強度高，鑄件表面的光潔度高；含有鋯酸鍶的涂料穩定不易膠凝，懸浮性好，保存時間長。

上面結合附圖對本發明實施例進行了說明，但本發明不限于上述實施例，還可以根據本發明的發明創造的目的做出多種變化，凡依據本發明技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本發明的發明目的，只要不背離本發明mgo-srzro3復合型殼、應用及其制備方法的技術原理和發明構思，都屬于本發明的保護范圍。