GBT 48046-2026 熔模精密铸造硅基陶瓷型芯标准立项发展报告

熔模精密铸造硅基陶瓷型芯标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FusedSilicaCeramicCoreforInvestmentPrecisionCasting摘要熔模精密铸造技术是航空航天、能源动力、国防军工等领域高端装备制造的核心工艺，而硅基陶瓷型芯作为形成复杂内腔结构的关键耗材，直接决定了精密铸件的质量水平和成品率。随着我国航空发动机、燃气轮机等重大装备自主化进程加速推进，对高温合金空心叶片等关键热端部件的制造精度和可靠性提出了更高要求，硅基陶瓷型芯的标准化需求愈发迫切。本报告围绕国家标准GB/T48046-2026《熔模精密铸造硅基陶瓷型芯》的立项背景、编制过程、技术内容及实施意义展开系统阐述。该标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会归口管理，经国家标准化管理委员会批准立项，于2026年7月30日发布，自2027年2月1日正式实施。标准规定了熔模精密铸造用硅基陶瓷型芯的术语定义、分类标记、技术要求、试验方法、检验规则以及包装储运等全链条内容，填补了我国在该领域国家标准的空白。本报告详细介绍了标准起草单位的行业背景与技术实力，分析了标准对促进产业升级、规范市场秩序、推动技术创新的多重价值，并就其未来实施与持续完善提出展望。关键词：熔模精密铸造；硅基陶瓷型芯；国家标准；空心叶片；标准化；工业陶瓷；技术规范AbstractInvestmentprecisioncastingtechnologyisthecoremanufacturingprocessforhigh-endequipmentinaerospace,energyandpower,nationaldefenseandotherfields,whilefusedsilicaceramiccores,askeyconsumablesforformingcomplexinternalcavities,directlydeterminethequalitylevelandyieldrateofprecisioncastings.Withtheacceleratedadvancementofthelocalizationprocessofmajorequipmentsuchasaero-enginesandgasturbinesinChina,higherrequirementshavebeenputforwardforthemanufacturingprecisionandreliabilityofkeyhot-endcomponentssuchassuperalloyhollowblades,makingthestandardizationoffusedsilicaceramiccoresincreasinglyurgent.Thisreportsystematicallyelaboratesontheprojectinitiationbackground,compilationprocess,technicalcontentandimplementationsignificanceofthenationalstandardGB/T48046-2026"FusedSilicaCeramicCoreforInvestmentPrecisionCasting".ThestandardisunderthecentralizedmanagementoftheNationalTechnicalCommitteeonIndustrialCeramicsofStandardizationAdministration,approvedandinitiatedbytheStandardizationAdministrationofthePeople'sRepublicofChina,publishedonJuly30,2026,andofficiallyimplementedfromFebruary1,2027.Thestandardspecifiesthefull-chaincontentsincludingterminologydefinitions,classificationandmarking,technicalrequirements,testmethods,inspectionrules,packagingandstorageoffusedsilicaceramiccoresforinvestmentprecisioncasting,fillingthegapofnationalstandardsinthisfieldinChina.Thisreportdetailstheindustrybackgroundandtechnicalstrengthofthestandarddraftingorganization,analyzesthemultiplevaluesofthestandardinpromotingindustrialupgrading,regulatingmarketorderanddrivingtechnologicalinnovation,andputsforwardprospectsforitsfutureimplementationandcontinuousimprovement.Keywords:InvestmentPrecisionCasting;FusedSilicaCeramicCore;NationalStandard;HollowBlade;Standardization;IndustrialCeramics;TechnicalSpecification1引言1.1研究背景熔模精密铸造，又称失蜡铸造，是一种采用可熔性模型制备型壳、随后熔去模型获得精密铸件的近净成形工艺。该技术起源于古代青铜器铸造，经过数千年发展演变，现已成为现代制造业中不可或缺的精密成形手段。在航空发动机涡轮叶片、燃气轮机导向叶片、汽车涡轮增压器叶轮、医疗器械精密构件等高端产品的制造中，熔模精密铸造凭借其优异的尺寸精度（CT4~CT6级）、良好的表面质量（Ra0.8~3.2μm）和复杂结构的成形能力，占据着不可替代的地位。在航空发动机和燃气轮机领域，为提升热效率与推重比，涡轮前进口温度持续攀升。以当前先进航空发动机为例，其涡轮前温度已超过1700K，远超镍基高温合金自身的熔点承受极限。除采用定向凝固、单晶生长等先进冶金工艺和复杂气膜冷却结构设计外，空心叶片内部需要形成具有复杂几何形状的冷却通道，以实现"内部对流冷却+外部气膜冷却"相结合的复合冷却方案。这些细长、弯曲、多连通的内腔结构正是依靠陶瓷型芯来成形的。陶瓷型芯在精密铸造过程中扮演着"负形制造"的关键角色——它预先形成叶片内部冷却通道的形状，在浇注高温合金后通过化学腐蚀或机械方法脱除，从而在铸件内部留下精确的冷却气流通道。因此，陶瓷型芯的综合性能直接关系到空心叶片的尺寸精度、内腔表面质量和最终合格率，是制约航空发动机和燃气轮机发展的重要瓶颈之一。按照材质的不同，目前广泛应用的陶瓷型芯主要分为硅基陶瓷型芯和氧化铝基陶瓷型芯两大类。其中，硅基陶瓷型芯以熔融石英（即石英玻璃）为主要原料，具有热膨胀系数低（约0.5×10⁻⁶/℃）、抗热震性能好、化学稳定性适宜、易用碱液脱除等突出优点，是各国应用最成熟、使用量最大的陶瓷型芯材料体系。我国自20世纪60年代开始研制硅基陶瓷型芯，经过数十年发展已形成较为完整的技术体系，产品性能基本满足国内航空发动机空心叶片制造需求。1.2标准化需求分析尽管我国硅基陶瓷型芯的研制和生产已经具备相当规模，但长期以来该领域缺乏统一的国家标准，导致行业发展面临诸多问题：第一，质量一致性不足。各生产企业的原材料选择、工艺路线、检验方法不尽相同，导致不同批次、不同厂家的产品性能差异明显。对于航空发动机叶片制造企业而言，更换型芯供应商往往需要开展大量工艺适应性验证，增加了供应链管理难度和采购成本。第二，检测评价方法不统一。硅基陶瓷型芯的弯曲强度、高温变形量、气孔率、线性收缩率等关键性能指标的测试方法在不同企业之间存在差异，测试结果缺乏可比性，给下游用户的质量判定和验收带来困扰。第三，技术交流缺乏共同语言。在产学研协作和技术引进过程中，缺乏统一的术语定义和技术规范，影响了技术沟通效率和科技成果的转化应用。在此背景下，依据《中华人民共和国标准化法》和《国家标准管理办法》的相关规定，全国工业陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC194）提出制定熔模精密铸造硅基陶瓷型芯国家标准的立项建议。该立项建议经由行业调研、专家论证和公开征求意见等程序后，获得国家标准化管理委员会正式批准立项。1.3标准制定的法规依据本标准的制定严格遵循以下法律法规与政策文件要求：-《中华人民共和国标准化法》（2017年修订）第三条明确："标准化工作的任务是制定标准、组织实施标准以及对标准的制定、实施进行监督"，为开展行业急需标准研制提供了法律依据；第十条确立了国家标准由国务院标准化行政主管部门制定发布的制度框架。-《国家标准管理办法》（国家市场监督管理总局令第59号）系统规定了国家标准的立项评估、起草编制、技术审查、报批发布和复审等全生命周期管理程序。-《国家标准化发展纲要》（中共中央、国务院2021年10月发布）提出"到2035年，全面形成市场驱动、政府引导、企业为主、社会参与、开放融合的标准化工作格局"，将高端装备制造等重点领域标准研制列入优先方向。2标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|GB/T48046-2026||标准名称|熔模精密铸造硅基陶瓷型芯||英文名称|FusedSilicaCeramicCoreforInvestmentPrecisionCasting||标准状态|未生效（现行有效标准，即将实施）||发布机构|国家标准化管理委员会||标准分类|有关陶瓷的其他标准||国际标准分类号（ICS）|81.060.30||发布日期|2026年7月30日||实施日期|2027年2月1日||国别|中国||语种|中文（简体）||标准性质|推荐性国家标准（GB/T）|2.2标准的适用范围本标准规定了熔模精密铸造用硅基陶瓷型芯的术语和定义、分类与标记、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等方面的内容。本标准适用于航空发动机、燃气轮机及其他高温合金精密铸件生产中所使用的、以熔融石英为主要原料经烧结成型的硅基陶瓷型芯的制造、检验与验收。其他用途的硅基陶瓷制品可参照执行。2.3标准的主要技术内容2.3.1术语和定义标准对硅基陶瓷型芯领域的核心术语进行了统一规范，包括：-硅基陶瓷型芯（fusedsilicaceramiccore）：以熔融石英为主要原料，添加适量矿化剂和增韧剂，经成型、烧结等工序制成的具有特定几何形状的陶瓷制品，用于在精密铸件中形成内腔结构。-弯曲强度（flexuralstrength）：型芯在三点弯曲或四点弯曲加载方式下断裂时的最大应力值。-高温蠕变（high-temperaturecreep）：型芯在高温和载荷共同作用下随时间发生的缓慢塑性变形。-线性收缩率（linearshrinkage）：型芯烧结前后在指定方向上的尺寸变化百分比。-气孔率（porosity）：型芯中气孔体积占总体积的百分比，包括开口气孔率和闭口气孔率。-脱芯性（coreleachability）：型芯在脱芯溶液中被溶解或崩解的性能，以脱芯时间来表征。-抗热震性（thermalshockresistance）：型芯承受急剧温度变化而不发生开裂或破坏的能力。2.3.2分类与标记标准按照型芯的使用温度范围、结构复杂程度和脱芯方式等维度对硅基陶瓷型芯进行分类，并规定了统一的型号标记规则，格式为"SCC-XXX-XX-XX"（SCC为SilicaCeramicCore的缩写），分别代表系列代号、使用温度等级代号、结构类型代号和规格序号。该标记规则为企业产品的规范标识和技术交流提供了统一语言。2.3.3技术要求标准从以下几个方面对硅基陶瓷型芯提出了系统的技术要求：(1)外观质量：型芯表面应平整光滑，无裂纹、破损、掉粒、粘砂等宏观缺陷；尺寸公差应满足图纸和工艺文件的规定。(2)室温力学性能：标准规定不同类型和规格的型芯应满足相应的室温弯曲强度要求，以保证型芯在组模、制壳和搬运过程中的结构完整性。(3)高温性能：在浇注温度下型芯应具有足够的抗高温变形能力，标准对高温抗弯强度和高温蠕变性能提出了分级要求。(4)热物性能：包括热膨胀系数、导热系数等热物理性能指标。硅基陶瓷型芯的低热膨胀特性是其被广泛应用的关键优势之一。(5)化学性能：型芯材料在高温浇注条件下应与金属液不发生有害的化学反应，且应具有良好的脱芯性能。(6)尺寸精度：规定了型芯关键尺寸的允许偏差和型面轮廓度的检查要求。2.3.4试验方法标准为各项技术要求配套了系统的试验方法，引用和修改采用了相关国家标准中的先进测试方法：-弯曲强度测试：参照GB/T6569《精细陶瓷弯曲强度试验方法》的相关规定，对试样尺寸、加载速率和支座跨距进行了适用性调整。-热膨胀系数测试：参照GB/T16535《精细陶瓷线热膨胀系数试验方法》。-气孔率与体积密度测试：参照GB/T1966《多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法》。-高温性能评价：规定了高温弯曲强度和高湿蠕变试验的温度制度、加载方案和数据处理方法。所有试验方法均经过多轮实验室间比对验证，确保测试结果具有良好的一致性和可重复性。2.3.5检验规则检验分为出厂检验和型式检验两类：出厂检验项目涵盖外观质量、尺寸精度和室温弯曲强度，每批产品均应检验；型式检验在下列任一情形下进行：新产品定型鉴定、正式生产后原材料或工艺发生重大变更、停产超过一年后恢复生产、国家质量监督机构提出型式检验要求等。型式检验为全项目检验。2.3.6标志、包装、运输和贮存标准规定了产品标志的内容要求（包括产品标记、生产日期、生产批号、生产企业信息等），对包装方式提出了防潮、防震和防污染的要求，并明确了适宜的运输条件和贮存环境。3标准编制过程3.1立项阶段2019年至2021年间，全国工业陶瓷标准化技术委员会在行业调研中持续收到来自精密铸造企业和陶瓷型芯生产企业的标准制定需求。2022年，由山东工业陶瓷研究设计院有限公司联合国内主要型芯研制单位，向全国工业陶瓷标准化技术委员会提交了《熔模精密铸造硅基陶瓷型芯》国家标准立项建议书。全国工业陶瓷标准化技术委员会对立项建议进行了认真审议，认为制定该标准对于规范市场秩序、促进技术进步和提升产品质量具有重要意义，同意向国家标准化管理委员会上报立项申请。国家标准化管理委员会经形式审查和专家评估后，于2023年正式下达国家标准制修订计划（国标委发〔2023〕XX号），批准该标准立项，项目编号为2023XXXX-T-609。3.2起草阶段标准立项后，立即成立了由行业内骨干企业、科研院所和高等院校专家组成的标准起草工作组。起草组通过调研、座谈、函征和实验验证，逐步优化了标准框架与核心技术指标。3.3征求意见与审查2024年底形成征求意见稿后，通过全国标准信息公共服务平台等渠道广泛征求意见。起草组对反馈意见逐条讨论，做出采纳或不采纳的处理决定，形成标准送审稿提交标委会审查。2025年，技术审查投票表决通过，形成标准报批稿上报国家标准委。3.4批准发布2026年7月30日，国家标准化管理委员会正式批准发布GB/T48046-2026，并确定自2027年2月1日起实施。自2027年2月1日起，我国熔模精密铸造硅基陶瓷型芯领域拥有了第一部统一的国家级技术规范。4标准主要起草单位介绍——山东工业陶瓷研究设计院有限公司山东工业陶瓷研究设计院有限公司（以下简称"山东工陶院"）是本标准的第一起草单位和核心编制力量，在标准研制过程中发挥了不可替代的主导作用。4.1单位概况山东工业陶瓷研究设计院有限公司坐落于山东省淄博市，其前身为成立于1971年的山东工业陶瓷研究所，隶属于原国家建材工业局，是我国专门从事工业陶瓷研究开发的国家级科研院所之一。经过半个多世纪的发展，该院已成为集科学研究、技术开发、产品设计、标准制定、检测评价和信息服务于一体的综合性研发机构，是我国先进陶瓷领域重要的技术创新基地。4.2行业地位与学科优势山东工陶院是全国工业陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC194）的秘书处承担单位，长期牵头组织全国工业陶瓷领域的标准制修订工作。该院还是国家陶瓷与耐火材料产品质量检验检测中心、建材行业高性能陶瓷制备技术重点实验室等重要技术平台的依托单位，在标准制定和产品质量检测方面拥有深厚的积累和独到的条件优势。4.3在硅基陶瓷型芯领域的技术积累硅基陶瓷型芯是山东工陶院的传统优势研究方向之一。自20世纪70年代起，该院即开始从事熔模铸造用陶瓷型芯材料的系统研究，是国内最早开展该领域研究工作的科研机构之一，先后承担