【技术实现步骤摘要】
一种基于具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的凝胶注模一体化铸型成型单晶零件的方法
本专利技术属于基于光固化成型技术的快速铸造领域，涉及一种基于具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的凝胶注模一体化铸型成型单晶零件的方法。
技术介绍
单晶高温合金由于具有良好的高温力学性能而被广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的热端部件，比如单晶涡轮叶片等。晶体的一次枝晶取向与叶片的主应力方向一致时有最好的热疲劳性能，并且晶体的二次枝晶取向对叶片的性能也有很明显的影响，因此在制备单晶高温合金过程中希望能够控制一次和二次枝晶取向。定向凝固单晶叶片的制造方法主要包括：螺旋选晶法和籽晶法。螺旋选晶法是在引晶段底部大量形核随后在定向凝固过程中通过晶粒间的竞争生长获得单晶；籽晶法则通过预先在铸件底部放置一个期望取向的籽晶，在定向凝固过程中以籽晶外延生长的方式长出单晶，此方法可以精确控制单晶铸件的一次和二次枝晶取向。由于螺旋选晶法具有工艺简单、选晶成功率高、生产周期短、制造成本低等特点，所以单晶零件一般通过选晶法来获得单晶组织。但是选晶法制备的单晶取向一般...
【技术保护点】
1.一种基于具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的凝胶注模一体化铸型成型单晶零件的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)制造单晶零件及具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的一体化树脂模具原型通过CAD设计单晶零件及螺旋选晶器的结构模型，螺旋选晶器底端设计有籽晶块内嵌结构，在螺旋选晶器与籽晶块内嵌结构的交接处设有防止杂晶结构；/n采用光固化3D打印快速成型技术，成型出单晶零件及具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器相连接的一体化树脂模具原型；/n2)制造具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的一体化铸型/n向上述一体化树脂模具原型中浇注陶瓷浆料，通过凝胶注模法使陶瓷浆料固化原位成型，得到陶瓷铸型的坯体，再将陶...
【技术特征摘要】
1.一种基于具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的凝胶注模一体化铸型成型单晶零件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制造单晶零件及具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的一体化树脂模具原型通过CAD设计单晶零件及螺旋选晶器的结构模型，螺旋选晶器底端设计有籽晶块内嵌结构，在螺旋选晶器与籽晶块内嵌结构的交接处设有防止杂晶结构；
采用光固化3D打印快速成型技术，成型出单晶零件及具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器相连接的一体化树脂模具原型；
2)制造具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的一体化铸型
向上述一体化树脂模具原型中浇注陶瓷浆料，通过凝胶注模法使陶瓷浆料固化原位成型，得到陶瓷铸型的坯体，再将陶瓷铸型的坯体经过真空冷冻干燥和高温烧结强化，得到与所要制备单晶零件匹配的具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的一体化铸型；
3)获得单晶零件
将籽晶块嵌入上述制备的一体化铸型中螺旋选晶器底端的籽晶块内嵌结构内部形成配合，并将带有籽晶块的一体化铸型与水冷铜盘相连，浇注高温合金后，采用定向凝固技术实现单晶零件的成型；待单晶零件冷却后，脱芯得到单晶零件。
2.根据权利要求1所述的基于具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的凝胶注模一体化铸型成型单晶零件的方法，其特征在于，步骤2)中，所述陶瓷铸型为氧化物高温结构陶瓷铸型。
3.根据权利要求2所述的基于具有籽晶块内嵌结构螺旋选晶器的凝胶注模一体化铸型成型单晶零件的方法，其特征在于，所述氧化物高温结构陶瓷铸型包括氧化铝陶瓷铸型、氧化硅陶瓷铸型、氧化钙陶瓷铸型和氧化钇陶瓷铸型。
4.根据权利要求1所述的基于具有籽晶块内嵌结构螺旋...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁中良，刘亮杰，陈义，苗恺，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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