单晶叶片自由表面消除疏松的工艺方法，其特征在于：首先制备涡轮叶片蜡模，缘板自由表面带补缩带，经涂料制壳、脱蜡、定向凝固、脱壳清理、脱芯、磨削掉补缩带，最后得到无表面疏松的单晶涡轮叶片。本发明专利技术通过与叶片自由表面随型的“井”式补缩带对叶片缘板自由表面进行充分补缩，见图1与图2，有效消除其表面的显微疏松，提高单晶叶片的合格率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温合金
，特别涉及单晶涡轮导向叶片制备工艺。
技术介绍
先进航空发动机和燃气轮机叶片材料主要采用镍基高温合金。镍基高温合金也称超合金，成分异常复杂，通常含有十个以上的元素，如N1、Al、T1、Ta、W、Mo、Cr、Co、C、B等，在单晶高温合金中还加入了 Re、Ru等，如第二代镍基单晶高温合金中含3wt%Re，第三代镍基单晶高温合金中含6被％的Re。这样复杂的成分使其凝固温度范围更宽，凝固枝晶比较发达，发达的枝晶对枝晶间的补缩具有阻碍作用，特别在单晶叶片缘板处由于补缩困难容易形成表面疏松等缺陷，使单晶涡轮叶片成品率明显降低并提高了其成本。因此，如何制备高合格率的单晶叶片仍然是目前生产中遇到的难题之一。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术提供一种，其目的是解决以往的方式所存在的不足，提高单晶涡轮导向叶片的合格率。技术方案: ，其特征在于:首先制备涡轮叶片蜡模，缘板自由表面带补缩带，经涂料制壳、脱錯、定向凝固、脱壳清理、脱芯、磨削掉补缩带，最后得到无表面疏松的单晶涡轮叶片。该方法的具体步骤如下:首先制备涡轮叶片蜡模，蜡模采用注射成形方式成形，注射温度为63°C _68°C，压力为0.3-0.5MPa,注射时间为10-30秒，保压时间为10-30秒； 缘板自由表面带补缩带，将补缩带设置为“井”交叉结构，补缩带高度1-2毫米，补缩带宽度1-2毫米，补缩带之间的距离为2-5毫米，补缩带长度随自由表面型长； 经涂料制壳，涂料采用粉300-400目，与硅溶胶溶液，粉液比3.0-3.5:1 (质量比);撒砂第一层为60-80目砂，第二层为32-60目砂，第三层为24-32目砂，第四-第七层为16-24目砂，最后封浆层采用面层涂料； 脱蜡，蜡模采用蒸汽法脱除，蒸汽温度为150°C _170°C，压力3-7个大气压，时间为10-60分钟； 模壳脱蜡后将模壳放入焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为850-980°C，保温时间为3-6小时，炉冷后对模壳进行清洗； 定向凝固，定向凝固抽拉速度为3-15毫米/分钟； 脱壳清理和脱芯，铸造完毕后的陶瓷型芯采用NaOH或KOH的水溶液脱除，碱浓度为25-40%(质量比)，温度为120°C _280°C，压力为0.3_lMPa，脱除时间2_50小时；叶片上残余碱液采用盐酸水溶液进行中和，盐酸溶液浓度为1-10% ； 之后将缘板自由表面的补缩带采用磨削方式切除。粉料采用刚玉粉或上店粉其中的一种，撒砂材料为刚玉砂或上店砂其中的一种。优点及效果:本专利技术提供一种，本专利技术通过与叶片自由表面随型的“井”式补缩带对叶片缘板自由表面进行充分补缩，见图1与图2，有效消除其表面的显微疏松，提高单晶叶片的合格率。【附图说明】图1为缘板自由表面带补缩带的示意图； 图2为补缩带的示意图； 图3为图2的A-A剖面结构图。【具体实施方式】: 下面对本专利技术做进一步说明: 实施例1 首先制备涡轮叶片蜡模(缘板自由表面带补缩带，参见图1)，蜡模采用注射成形方式成形，注射温度为68°c，压力为0.3MPa,注射时间为10秒，保压时间为30秒；补缩带为“井”交叉结构，补缩带高度I毫米，补缩带宽度2毫米，补缩带之间的距离为5毫米，补缩带长度随自由表面型长；涂料为刚玉粉320目与硅溶胶溶液的混合物，粉液比3.5:1 ;撒砂第一层为80目刚玉砂，第二层为60目刚玉砂，第三层为32目刚玉砂，第四-第七层为24目刚玉砂，最后封浆层采用同样的面层涂料；蜡模采用蒸汽法脱除，蒸汽温度为170°C，压力7个大气压，时间为10分钟；模壳脱蜡后将模壳放入焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为980°C，保温时间为6小时，炉冷后对模壳进行清洗；铸造合金采用N5单晶高温合金；定向凝固抽拉速度为3毫米/分钟；铸造完毕后的陶瓷型芯采用KOH的水溶液脱除，碱浓度为30% (质量比)，温度为180°C，压力为0.5MPa，脱除时间10小时；叶片上残余碱液采用盐酸水溶液进行中和，盐酸溶液浓度为2% (质量比);补缩带采用磨削方式切除。经表面荧光检测，叶片缘板自由表面无显微疏松。实施例2 首先制备涡轮叶片蜡模(缘板自由表面带补缩带，参见图1)，蜡模采用注射成形方式成形，注射温度为65°c，压力为0.5MPa,注射时间为10秒，保压时间为10秒；补缩带为“井”交叉结构，补缩带高度I毫米，补缩带宽度2毫米，补缩带之间的距离为2毫米，补缩带长度随自由表面型长；涂料采用刚玉粉(320目)与硅溶胶溶液的混合物，粉液比3.5:1 ;撒砂第一层为80目刚玉砂，第二层为60目刚玉砂，第三层为32目刚玉砂，第四-第七层为16目刚玉砂，最后封浆层采用面层涂料；蜡模采用蒸汽法脱除，蒸汽温度为170°C，压力6个大气压，时间为15分钟；模壳脱蜡后将模壳放入焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为850°C，保温时间为3小时，炉冷后对模壳进行清洗；铸造合金采用CMSX-4单晶高温合金；定向凝固抽拉速度为6毫米/分钟；铸造完毕后的陶瓷型芯采用KOH的水溶液脱除，碱浓度为35%(质量比)，温度为200°C，压力为0.6MPa，脱除时间15小时；叶片上残余碱液采用盐酸水溶液进行中和，盐酸溶液浓度为3% ;补缩带采用磨削方式切除。经表面荧光检测，叶片缘板自由表面无显微疏松。实施例3 首先制备涡轮叶片蜡模(缘板自由表面带补缩带，参见图1)，蜡模采用注射成形方式成形，注射温度为63°C，压力为0.3MPa,注射时间为30秒，保压时间为30秒；补缩带为“井”交叉结构，补缩带高度2毫米，补缩带宽度2毫米，补缩带之间的距离为5毫米，补缩带长度随自由表面型长；涂料采用刚玉粉(320目)与硅溶胶溶液的混合物，粉液比3.4:1 ;撒砂第一层为60目上店砂，第二层为60目上店砂，第三层为24目上店砂，第四-第七层为24目上店砂，最后封浆层采用面层涂料；蜡模采用蒸汽法脱除，蒸汽温度为160°C，压力6个大气压，时间为10分钟；模壳脱蜡后将模壳放入焙烧炉中进行焙烧，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
单晶叶片自由表面消除疏松的工艺方法，其特征在于：首先制备涡轮叶片蜡模，缘板自由表面带补缩带，经涂料制壳、脱蜡、定向凝固、脱壳清理、脱芯、磨削掉补缩带，最后得到无表面疏松的单晶涡轮叶片。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毛萍莉，姜卫国，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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