The invention discloses a method for preparing seed crystals for high temperature alloy single crystal blades with three-dimensional orientation and precise control, including scheme design of single crystal test rod, wax making, wax module tree, shell making, melting, preparation of single crystal superalloy seed crystals and repeated use of single crystal superalloy seed crystals. The seed crystal prepared by this method has high success rate, controllable orientation of three-dimensional crystal and precise orientation control. The scrap rate caused by orientation deviation can be greatly reduced.
【技术实现步骤摘要】
三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法
本专利技术涉及单晶高温合金精密铸造
,具体说涉及一种三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法。
技术介绍
飞机用航空发动机是目前最为复杂、设计、制造难度最大的工业机械,被称为“工业皇冠”,单晶高压涡轮动力叶片是航空发动机中服役条件最为苛刻的铸件,制备难度最大,因而被称为是“皇冠上的明珠”。但单晶零件具有明显的各向异性,当晶体的一次晶体取向与叶片的主应力方向一致时,性能最好,因而一般要求铸件受应力方向与其<001>方向的夹角不能大于15°,同时晶体的二次晶体取向对铸件的性能也有明显的影响,同样需要精确控制。因此在制作单晶高温合金铸件过程中必须严格控制一次和二次晶体取向,当一次和二次晶体取向超出客户规定基准轴一定角度时,将造成报废。目前国内生产单位的单晶铸件都应用选晶法生产,因一次晶体取向偏离造成的报废率在8%到20%之间,而二次晶体取向更是无法控制。籽晶法可有效解决这一问题,但切割困难无法适用于大批量生产的需求。本专利技术中提出的单晶高温合金叶片用籽晶的制备方法可有效的解决这一问题,制备出晶粒完整和晶体取向均满足要求的铸件,同时可以大大的节约籽晶制备的成本,将一次枝晶、二次枝晶取向偏离造成的报废率总和降低至5%以下。
技术实现思路
为了克服现有不能准确定位定向切割籽晶的不足,本专利技术提出了一种三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法,该切割方法有效保证晶体取向,操作简单方便、工作效率高,同时大大提高了零件的铸造合格率,节约了生产成本。为了实现上述方案,本专利技术 ...
【技术保护点】
1.三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)单晶试棒方案设计制作一套精铸模组,该模组由试棒、选晶器、浇口杯、浇注系统和底盘五部分组成;(2)制蜡将蜡料温度控制在60‑120℃,注蜡压力0.3‑20MPa的条件下注入单晶试棒和浇道模具中,以获得零件蜡模、浇口杯蜡模、底板蜡模、浇道蜡模等;(3)蜡模组树将零件、浇道、浇口杯、选晶器和底板按设计方案进行组合;(4)制壳在蜡模模组表面涂挂5‑15mm厚的精密铸造模壳,然后在120‑200℃下进行蒸汽脱蜡,在600‑900℃下焙烧1‑3个小时后获得单晶定向精密铸造型壳;(5)熔炼将上述单晶定向精密铸造型壳放入定向凝固炉中,设置模壳保温温度参数:1450‑1550℃,待升温后将母合金锭重熔,在钢水温度达到1450‑1550℃时注入模壳中,浇注后静置3‑10s后进行抽拉,抽拉速度控制在3‑8mm/min,拉晶结束后,随炉冷却4‑8分钟后取出,即可获得所需的单晶试棒的毛坯;(6)制备单晶高温合金籽晶6.1从熔炼浇注的单晶试棒的毛坯,切去冒口及选晶段,留下中部圆棒,制备成直径为15mm的试棒;6.2应用劳厄法找出 ...
【技术特征摘要】
1.三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)单晶试棒方案设计制作一套精铸模组,该模组由试棒、选晶器、浇口杯、浇注系统和底盘五部分组成;(2)制蜡将蜡料温度控制在60-120℃,注蜡压力0.3-20MPa的条件下注入单晶试棒和浇道模具中,以获得零件蜡模、浇口杯蜡模、底板蜡模、浇道蜡模等;(3)蜡模组树将零件、浇道、浇口杯、选晶器和底板按设计方案进行组合;(4)制壳在蜡模模组表面涂挂5-15mm厚的精密铸造模壳,然后在120-200℃下进行蒸汽脱蜡,在600-900℃下焙烧1-3个小时后获得单晶定向精密铸造型壳;(5)熔炼将上述单晶定向精密铸造型壳放入定向凝固炉中,设置模壳保温温度参数:1450-1550℃,待升温后将母合金锭重熔,在钢水温度达到1450-1550℃时注入模壳中,浇注后静置3-10s后进行抽拉,抽拉速度控制在3-8mm/min,拉晶结束后,随炉冷却4-8分钟后取出,即可获得所需的单晶试棒的毛坯;(6)制备单晶高温合金籽晶6.1从熔炼浇注的单晶试棒的毛坯,切去冒口及选晶段,留下中部圆棒,制备成直径为15mm的试棒;6.2应用劳厄法找出001方向偏离Z轴方向(Z轴方向为试棒轴向方向)的角度θ,001方向即为与Z轴方向有角度θ的方向;6.3应用籽晶切割工装固定,调整工装的横向转动装置和纵向转动...
【专利技术属性】
技术研发人员:程干,杜应流,葛丙明,戴勇,冯文刚,施长坤,夏厚明,程善良,朱晓飞,
申请(专利权)人:安徽应流航源动力科技有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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