在石墨覆砂生产铸钢火车轮过程中为了防止铸造缺陷的产生,目前一般利用高压将水玻璃砂喷射至石墨型轮辐型腔处。但引进水玻璃砂后的工艺路线复杂冗长,且水玻璃砂回收、再利用率低,水玻璃砂储存稳定性较差且污染严重,亟需一种能代替石墨型铸造中水玻璃型砂层的新型铸型,消除污染源减轻环保压力。本文研究了SLS制备多孔石墨骨架的工艺参数对石墨预制体的性能影响。设计正交实验并利用极差分析与数值分析方法研究了SLS过程中四种工艺参数对多孔石墨预制体的尺寸精度、机械强度与导热性能的影响。研究发现轴向方向的尺寸精度比径向方向的尺寸精度更敏感,且制备较高尺寸精度的试样时需首先考虑激光功率,但还必须考虑分层厚度所带来的影响,试样的最大弯曲强度随着层厚度的增加而减小。对于预制体导热系数而言,当激光能量密度较小时,石墨预制体相对密度与导热系数均较低。而随着激光能量密度的增大,石墨预制体的相对密度也随之上升但相对密度无明显提升。最终选取激光功率20W,扫描速率2000m/s,扫描间距0.1mm,分层厚度0.15mm作为制备石墨陶瓷复合型中多孔石墨骨架的制备工艺参数。为了运用凝胶注模成型工艺制备满足要求的莫来石陶瓷件,本文对低粘度高固相水基莫来石陶瓷浆料制备过程影响因素进行研究,首先研究了二元莫来石陶瓷颗粒级配对浆料流变性能的影响,当陶瓷浆料内的粗莫来石含量增加,浆料粘度先降低后升高,并且在粗料含量为60%时浆料粘度达到最低值。研究了分散剂与表面活性剂对莫来石浆料的流变性能的影响,随着分散剂的加入量增多,浆料粘度先降低后增大,且在分散剂加入量为2wt.%时达到最低。少量PEG6000的加入不会对浆料流变性造成很大的影响。PEG6000加入量为1wt.%时,表面活性剂的加入降低了陶瓷浆料的粘度,同时其沉降高度也随之下降,浆料逐渐趋于稳定。而浆料固相体积分数与浆料粘度整体呈正指数关系,在55vol.%时均满足需求,而超过55vol.%后浆料粘度急剧上升,不满足低粘度条件。最终确定粗细莫来石级配比为6:4,粗莫来石颗粒的粒径在10～20微米之间,细莫来石颗粒的粒径在1～2微米之间,聚丙烯酸钠分散剂的加入量为2.0wt%,表面活性剂PEG6000的加入量为1.0wt%为制备水基莫来石陶瓷浆料的最佳工艺配方。在上述研究的基础上对后处理工艺流程进行改进,引入了真空浸渍酚醛树脂、高温碳化、真空浸渍硅溶胶工艺,并用真空冷冻干燥技术代替空气干燥,改进后的工艺路线很好的解决了原有工艺路线所产生的问题,新的工艺可制备完整结构的石墨陶瓷复合型,为其产品化器件化提供了可能。研究了三种不同石墨占比的石墨陶瓷复合型分别在1300～1500℃烧结温度下烧结制备后的有效导热系数值。并将多组有效导热系数值与加权计算的复合型气孔率值构建出石墨陶瓷复合型导热模型,导热模型预测值与实际测量值的预测偏差在2.3%内。最终按上述工艺路线制备了石墨陶瓷复合烧杯试样对其进行实际生产浇铸试验,并与现有水玻璃砂进行比较,两者中心收缩区位置与铸锭顶部收缩量基本一致,表明石墨陶瓷复合型的保温性能与水玻璃砂相当,且试验材料能够重复承受铸钢件浇铸过程的高温、冲刷、激冷激热作用。