单晶合金陶瓷模具的完整性取决于精确的多层材料策略。 要有效地制造这些模具，您必须在主要涂层中使用陶瓷氧化铝浆料与氧化铝砂颗粒相结合，同时在后续的背衬层中使用莫来石砂。
成功关键在于区分模具的功能：内表面必须对反应性熔体提供绝对的化学惰性，而外结构必须提供定向凝固热应力所需的机械强度。
主要层：优先考虑化学稳定性
材料成分
与熔融金属直接接触的初始层至关重要。它使用陶瓷氧化铝浆料，并用氧化铝砂颗粒进行增强。
确保惰性
选择氧化铝作为这一层的原因是其对化学稳定性的需求。
由于单晶合金在极高温度下铸造，模具表面不得与熔体发生反应。氧化铝可防止表面污染，确保铸造合金的纯度。
背衬层：确保结构完整性
转向莫来石
建立主要层后，背衬层的材料选择会发生变化。这些层使用莫来石砂。
利用粒度
与主要层的精细表面不同，这些背衬层使用较大直径的颗粒。这种纹理的变化有助于外壳的整体堆积。
管理热应力
在背衬层中选择莫来石的主要原因是其优异的抗热震性。
此外，莫来石还具有高温机械强度。这可以防止外壳在铸造过程中固有的极端热梯度下开裂。
理解权衡：尺寸精度
厚度的必要性
仅选择材料是不够的；材料的用量也很重要。这些层的应用必须将模具壁厚增加到大约8 毫米。
承受拔模过程
需要这个特定的厚度来保持模具型腔的尺寸精度。
在定向凝固使用的高温拔模过程中，模具会承受显著的机械和热负荷。较薄的外壳可能会变形，从而损害单晶部件所需的精确几何形状。
为您的目标做出正确选择
在设计特定合金应用的壳体系统时，请牢记这些功能优先级：
- 如果您的主要重点是表面质量和纯度：优先考虑主要层中氧化铝浆料和砂混合物的一致性，以防止熔体反应。
- 如果您的主要重点是模具的生存能力：确保使用较大直径的砂，将莫来石背衬层建造到足够的厚度（约 8 毫米），以抵抗热冲击和变形。
严格遵守这种材料层级结构，可确保模具能够承受铸造的严酷考验，而不会损害合金的晶体结构。
总结表：
| 层类型 | 主要层（内层） | 背衬层（外层） |
|---|---|---|
| 材料 | 氧化铝浆料和氧化铝砂 | 莫来石砂 |
| 关键功能 | 化学惰性和纯度 | 机械强度和热稳定性 |
| 粒度 | 细（光滑表面） | 大直径（结构堆积） |
| 关键目标 | 防止熔体反应 | 抵抗热冲击和变形 |
| 壁厚 | - | 约 8 毫米（总计） |
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