大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法技术

技术编号:43873377 阅读:31 留言:0更新日期:2024-12-31 18:57
本发明专利技术公开了一种大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,包括以下步骤:制备大模组镍基单晶叶片蜡模模组,并在特定位置的镍基单晶叶片蜡模上埋设陶瓷管;制备大模组镍基单晶叶片陶瓷型壳,在陶瓷管中插入热电偶;将大模组镍基单晶叶片陶瓷型壳和母合金锭分别放置于真空感应熔炼炉的加热器和坩埚中,并进行定向凝固试验测定缘板转接部位沿弦长方向的温度场分布;设计调整后的加热器温度和大模组镍基单晶叶片陶瓷型壳抽拉速率;重新制备大模组镍基单晶叶片陶瓷型壳,不再埋设陶瓷管,并采用调整后的工艺参数进行定向凝固。本发明专利技术能够降低缘板转接部位的杂晶和小角度晶界等缺陷,提高大模组单晶叶片的组织均匀性和一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镍基单晶叶片定向凝固,具体涉及一种大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法


技术介绍

1、众所周知,镍基单晶高温合金是航空发动机涡轮叶片的首选材料,单晶叶片的铸造合格率和组织稳定性是影响航空发动机研制成本的关键因素之一。传统单晶叶片的制备采用小模组方法,每个模组能制备的单晶叶片数量有限,从而导致大量母合金以及辅料的浪费,限制了单晶叶片制备过程的效率提升,提高了单晶叶片的研制成本和周期。近年来,采用大模组制备单晶叶片越来越受到镍基高温合金领域的关注,采用大模组方法制备单晶叶片能够显著提高单晶叶片的制备效率,节约原材料和辅料,在大模组法单晶叶片制备合格率提升之后将有效降低单晶叶片的制造成本。

2、然而,采用大模组方法制备单晶叶片存在模组结构导致的温度场不均匀、缘板转接部位等关键部位的等温线斜率过高等问题,采用恒定的加热器温度和抽拉速率等工艺参数将导致单晶叶片容易在转接部位等位置产生杂晶、小角度晶界等缺陷,从而降低单晶叶片的单晶完整性,限制了大模组单晶叶片合格率的提升,因此亟需开发一种大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,通过试验本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:所述调整方法按照先后顺序包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:步骤一中,所述纵向排布的镍基单晶叶片蜡模至少两层,所述径向排布的镍基单晶叶片蜡模至少两层;所述镍基单晶叶片蜡模上埋设三个陶瓷管,三个所述陶瓷管等距离埋设在所述镍基单晶叶片的叶身与缘板之间的转接部位,所述陶瓷管与所述镍基单晶叶片的缘板上表面呈45°角。

3.根据权利要求2所述的大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:步骤二中,所述型壳采用刚玉粉浆料和刚玉砂交替涂制,所述封浆层...

【技术特征摘要】

1.一种大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:所述调整方法按照先后顺序包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:步骤一中,所述纵向排布的镍基单晶叶片蜡模至少两层,所述径向排布的镍基单晶叶片蜡模至少两层;所述镍基单晶叶片蜡模上埋设三个陶瓷管,三个所述陶瓷管等距离埋设在所述镍基单晶叶片的叶身与缘板之间的转接部位,所述陶瓷管与所述镍基单晶叶片的缘板上表面呈45°角。

3.根据权利要求2所述的大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:步骤二中,所述型壳采用刚玉粉浆料和刚玉砂交替涂制,所述封浆层采用刚玉粉浆料涂制,共涂制6.5-8.5层。

4.根据权利要求3所述的大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:步骤四中,所述真空感应熔炼炉内的真空度为4-6pa,所述加热器温度为1520-1540℃。

5.根据权利要求4所述的大模组镍基单晶叶片定向凝固参数的调整方法,其特征在于:步骤五中,将母合金液浇注到大模组镍基单晶叶片陶瓷型壳中,静置1-2min后以2.5-5mm/s的抽拉速率向下抽拉大模组镍基单晶叶片陶瓷型壳,当最下层的镍基单晶叶片的缘板上表面抽拉至与加热器下方的挡板下表面平齐时,停止抽拉并静置10-15s,此时记录各热电偶所测...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵云松卢广先骆宇时张剑杨振宇王尧吴雨萌李远
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:

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