一种单晶高温合金涡轮叶片制备方法技术

本发明专利技术涉及一种单晶高温合金涡轮叶片制备方法，包括步骤：根据单晶高温合金涡轮叶片外形确定叶片蜡模在蜡模模组中的摆放位置及三维方向；根据叶片蜡模在蜡模模组中的摆放位置及三维方向分析可能在铸造过程中出现杂晶的截面突变位置，在各截面突变位置的最尖端处设置引晶结构蜡模，将叶片蜡模、引晶结构蜡模与浇注系统蜡模粘接在一起获得蜡模模组，其中在叶片蜡模底部与引晶结构蜡模底部设置三维取向一致的籽晶，并与底座蜡模相连接；在上述蜡模模组基础上制造壳型；向壳型内注满合金液并在定向凝固设备中制备单晶高温合金涡轮叶片。上述制备方法对减少截面突变处杂晶效果明显，不需对引晶结构进行专门设计，容易实现工程化应用。程化应用。程化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶高温合金涡轮叶片制备方法


[0001]本专利技术涉及发动机涡轮叶片制造
，特别涉及一种单晶高温合金涡轮叶片制备方法。

技术介绍

[0002]高性能航空发动机涡轮叶片必须要在高温度、高载荷、高转速、复杂应力、燃气腐蚀等条件下工作，服役环境极为苛刻。单晶高温合金整体由一个晶粒构成，消除了晶界在苛刻服役环境下的不良影响，具有优异的高温综合性能，是目前高性能航空发动机涡轮叶片首选材料。
[0003]单晶高温合金涡轮叶片通常采用选晶法或籽晶法并结合定向凝固技术制备而成。如图1所示，其中籽晶法为在叶片壳型01底端安装一个具有特定取向的、由单一晶粒构成的籽晶02，籽晶02上端与叶片部分由工艺块连接，下端与冷却结晶器03连接。将合金液05充满叶片壳型01后，使其由籽晶开始顺序向上凝固成晶体三维取向与籽晶一致的固相04，进而形成由单一晶粒构成的单晶叶片。
[0004]然而，当凝固路径上存在截面突变时，截面突变的远端处液相可能在从籽晶处生长的单晶体之前凝固成晶体取向随机的固相，即因截面突变导致单独形核凝固区域06，如图2所示，该单独形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶高温合金涡轮叶片制备方法，其特征在于，包括步骤：根据单晶高温合金涡轮叶片的外形确定叶片蜡模在蜡模模组中的摆放位置及三维方向，所述蜡模模组包括所述叶片蜡模、与所述叶片蜡模连接的引晶结构蜡模、浇注系统蜡模以及底座蜡模；根据所述叶片蜡模在所述蜡模模组中的摆放位置及三维方向分析获得可能在铸造过程中出现杂晶的截面突变位置，并在各截面突变位置的最尖端处设置所述引晶结构蜡模，制造所述叶片蜡模、所述引晶结构蜡模以及浇注系统蜡模，并将所述叶片蜡模、所述引晶结构蜡模与所述浇注系统蜡模粘接在一起获得所述蜡模模组，所述蜡模模组由可融化蜡料制成；在所述叶片蜡模底部与所述引晶结构蜡模底部设置籽晶，并使所述籽晶与所述底座蜡模相连接，各所述籽晶在所述籽晶各自构成的坐标系中晶体取向一致，且在所述蜡模模组整体空间坐标系的晶体三维取向也保持一致；在所述蜡模模组的基础上制造壳型，融化去除可融化蜡料后烧结；将所述壳型置于定向凝固设备中，向壳型中注入合金液后定向抽拉，使合金液由籽晶向上定向凝固，顺序生长为取向与籽晶一致的单晶高温合金涡轮叶片。2.根据权利要求1所述的单晶高温合金涡轮叶片制备方法，其特征在于，所述壳型包括浇注系统部分、叶片部分以及引晶结构部分，所述引晶结构部分包括连接段以及引晶段，所述籽晶嵌设于所述连接段内，所述引晶段连接于所述连接段与所述叶片部分之间，所述引晶段的内腔沿所述连接段至所述叶片部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳晓岱，赵金乾，杨万鹏，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：