单晶铸件的制造方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及精密铸造技术领域，公开了一种单晶铸件的制造方法、系统及设备。所述单晶铸件的制造方法，包括：分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置；根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段；根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间；根据预设炉腔温度和确定的调整区段的局部升温幅度确定调整区段的炉腔温度；以及根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理。在单晶铸件定向凝固过程中对杂晶和雀斑易发区段内针对性地提高炉腔温度，提升了单晶铸件的良品率和机械性能。

Manufacturing Method, System and Equipment of Single Crystal Castings

The invention relates to the field of precision casting technology, and discloses a manufacturing method, system and equipment for single crystal castings. The manufacturing method of the single crystal castings includes: analyzing the shape characteristics and historical experimental data of the single crystal castings to obtain the vulnerable position of the miscellaneous crystal and freckle defects of the single crystal castings; determining the adjustment section of the furnace cavity temperature according to the vulnerable position of the acquired miscellaneous crystal and freckle defects; and determining the adjustment section according to the frequency and severity of the occurrence of the miscellaneous crystal and freckle defects in the historical experimental data. The local heating range and starting and stopping time; the furnace temperature in the adjusting section is determined according to the preset furnace chamber temperature and the local heating range of the adjusting section; and the directional solidification of single crystal castings is heated in the determined adjusting section according to the furnace chamber temperature and starting and stopping time of the adjusting section. In the process of directional solidification of single crystal castings, the temperature of furnace chamber is raised in the zone where impurities and freckles are easy to occur, and the yield and mechanical properties of single crystal castings are improved.

【技术实现步骤摘要】
单晶铸件的制造方法、系统及设备
本专利技术涉及精密铸造领域，尤其涉及一种单晶铸件的制造方法、系统及设备。
技术介绍
在单晶铸件的制造领域，单晶铸件比如单晶叶片的缘板由于截面扩展较大，其边角部位散热过快而使熔体过冷太大容易产生杂晶缺陷，同时单晶叶片叶根区域由于温度梯度过小而容易产生雀斑缺陷，导致单晶铸件的良品率和机械性能不高。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种单晶铸件的制造方法、系统及设备，解决现有单晶铸件制造时容易产生杂晶缺陷和雀斑缺陷而导致其良品率和机械性能不高的技术问题。根据本专利技术的一个实施例，提供一种单晶铸件的制造方法，包括：分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置；根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段；根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间；根据预设炉腔温度和确定的调整区段的局部升温幅度确定调整区段的炉腔温度；以及根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理。优选的，所述的单晶铸件的制造方法，还包括：根据预设炉腔温度对单晶铸件定向凝固的非调整区段不进行升温处理；以及当定向凝固到达调整区段的升温终止时间而进入非调整区段时，控制炉腔温度降低到预设温度。优选的，所述根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理，包括：在凝固前沿到达调整区段前进行升温，以使凝固前沿到达调整区段时刚好调整到确定的调整区段的炉腔温度。优选的，所述单晶铸件为单晶叶片。优选的，所述单晶铸件的杂晶缺陷的易发位置包括缘板，所述单晶铸件的雀斑缺陷的易发位置包括叶根区域。根据本专利技术另一个实施例，提供一种单晶铸件的制造系统，包括：缺陷分析模块，用于分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置；调整区段确定模块，用于根据所述缺陷分析模块获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段；升温确定模块，用于根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间；炉腔温度确定模块，用于根据预设炉腔温度和所述升温确定模块确定的调整区段的局部升温幅度确定调整区段的炉腔温度；以及凝固控制模块，用于根据所述炉腔温度确定模块确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在所述调整区段确定模块确定的调整区段进行升温处理。优选的，所述凝固控制模块还用于根据预设炉腔温度对单晶铸件的定向凝固在非调整区段不进行升温处理、以及当到达调整区段的升温终止时间而进入非调整区段时控制炉腔温度降低到预设温度。优选的，所述单晶铸件为单晶叶片。优选的，所述单晶铸件的杂晶缺陷的易发位置包括缘板，所述单晶铸件的雀斑缺陷的易发位置包括叶根区域。根据本专利技术又一个实施例，还提供一种单晶铸件的制造设备，所述单晶铸件的制造设备包括定向凝固装置和上述的单晶铸件的制造系统，所述定向凝固装置用于所述炉腔温度确定模块确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件定向凝固在所述调整区段确定模块确定的调整区段进行升温处理。本专利技术提供的单晶铸件的制造方法、系统及设备，分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置；根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段；根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间；根据预设炉腔温度和确定的调整区段的局部升温幅度确定调整区段的炉腔温度；以及根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理，在单晶铸件定向凝固过程中对杂晶和雀斑易发区段内针对性地提高炉腔温度，提升了单晶铸件的良品率和机械性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例中单晶铸件的制造方法的流程示意图。图2为本专利技术另一个实施例中单晶铸件的制造方法的流程示意图。图3为本专利技术一个实施例中单晶铸件的制造系统的结构示意图。图4为本专利技术再一个实施例中单晶铸件的制造设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本专利技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本专利技术的实施例所属
的技术人员所理解。图1为本专利技术一个实施例中单晶铸件的制造方法的流程示意图。如图所示，所述单晶铸件的制造方法，包括：步骤S101：分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置。所述单晶铸件可以为任意类型的单晶合金铸件，比如单晶叶片。下面仅以单晶叶片为例，对本专利技术实施例的技术方案进行详细描述。在本实施例中，在制造单晶铸件之前，可综合分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，获取到单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置。根据单晶叶片制造的历史实验数据，单晶叶片缘板由于截面扩展较大，其边角部位散热过快而使熔体过冷太大，容易导致杂晶缺陷，而单晶叶片叶根区域由于温度梯度过小而容易产生雀斑缺陷。步骤S102：根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段。在获取到单晶叶片的杂晶和雀斑缺陷的易发位置后，根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段，即对单晶叶片的杂晶和雀斑缺陷的易发位置区段进行针对性地炉腔温度调整。步骤S103：根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间。在本实施例中，进一步根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间。即当杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度较高时，可提升局部升温的升温幅度(10-200K)，并通过提前开始时间和延迟终止时间来提升升温的持续时间，对单晶叶片缘板和叶根区域缺陷易发区段针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶铸件的制造方法，其特征在于，包括：分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置；根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段；根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间；根据预设炉腔温度和确定的调整区段的局部升温幅度确定调整区段的炉腔温度；以及根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理。

【技术特征摘要】
1.一种单晶铸件的制造方法，其特征在于，包括：分析单晶铸件的形状特征和历史实验数据，以获取单晶铸件的杂晶和雀斑缺陷的易发位置；根据获取的杂晶和雀斑缺陷的易发位置确定炉腔温度的调整区段；根据历史实验数据中杂晶和雀斑缺陷出现的频率和严重程度确定调整区段的局部升温幅度和升温起止时间；根据预设炉腔温度和确定的调整区段的局部升温幅度确定调整区段的炉腔温度；以及根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理。2.根据权利要求1所述的单晶铸件的制造方法，其特征在于，还包括：根据预设炉腔温度对单晶铸件定向凝固的非调整区段不进行升温处理；以及当定向凝固到达调整区段的升温终止时间而进入非调整区段时，控制炉腔温度降低到预设温度。3.根据权利要求1所述的单晶铸件的制造方法，其特征在于，所述根据确定的调整区段的炉腔温度和升温起止时间对单晶铸件的定向凝固在确定的调整区段进行升温处理，包括：在凝固前沿到达调整区段前进行升温，以使凝固前沿到达调整区段时刚好调整到确定的调整区段的炉腔温度。4.根据权利要求1所述的单晶铸件的制造方法，其特征在于，所述单晶铸件为单晶叶片。5.根据权利要求4所述的单晶铸件的制造方法，其特征在于，所述单晶铸件的杂晶缺陷的易发位置包括缘板，所述单晶铸件的雀斑缺陷的易发位置包括叶根区域。6.一种单晶铸件的制造系统，其特征在于，包括：缺陷分析模块，用于分析单晶铸件的形状特征和历史实验数...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德新，郭建政，
申请(专利权)人：深圳市万泽中南研究院有限公司，深汕特别合作区万泽精密铸造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44