【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机单晶高温合金叶片的制备，尤其涉及一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法。
技术介绍
1、航空发动机涡轮叶片工作环境温度高、应力复杂、环境最恶劣，涡轮叶片是航空发动机中关键零件之一，其质量和性能显著影响发动机的性能。
2、燃气涡轮发动机叶片承受高温、复杂应力、腐蚀气氛的综合作用，并且要经受起动与刹车瞬时剧烈的变化。涡轮叶片组织中的晶界，特别是垂直于应力轴的横向晶界是其最薄弱环节。单晶叶片无晶界的特点，使其不存在高温晶界弱化从而有显著减弱了了疲劳开裂倾向。单晶高温合金由于具有优异的蠕变、持久、耐高温、抗热机械疲劳性能，广泛应用于涡轮发动机叶片。单晶特点显著提高了合金的工作温度，被认为是发动机叶片的最佳使用材料。
3、单晶高温合金定向凝固时发生了由液相向固相转变的相变，相变的过程通过形核与长大的方式进行。单晶高温合金的定向凝固必须避免在凝固过程中发生形核，凝固的进行有赖于从已经凝固的固相长大，因此，前期凝固的晶体取向决定了叶片的晶体取向。在制备单晶高温叶片时，在定向凝固的起始部分采用籽晶或者螺旋选晶的工艺结构，使得仅有一个取向的晶粒进入叶片型腔，定向凝固在此晶粒的基础上进行由此得到仅有一个晶粒的单晶铸件。因此为了获得单晶，可以采用籽晶或者螺旋结构的方式。
4、采用籽晶的方式，能够根据需要控制叶片的三维空间取向，这包括一次取向和二次取向。然而，采用籽晶时，一方面，在制备单晶铸件蜡模时需要严格控制籽晶的方向来保证获得所要求的取向；另一方面，采用籽晶方式获得单晶时，籽晶放入制备后的壳型中，
5、因此，如何消除籽晶和型壳之间的空隙，减少引晶缺陷对于制备单晶高温合金叶片具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题在于提供一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法，其可以减少浇注过程中合金液对回熔区枝晶的外力作用，实现籽晶方式制备单晶高温合金叶片的方法。
2、有鉴于此，本申请还提供了一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法，包括以下步骤：
3、s1)制备单晶高温合金叶片的型壳模组，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触；
4、s2)将所述型壳模组放置于水冷结晶器上，型壳模组加热后将单晶高温合金液通过浇注系统的过渡浇道腔浇至型腔，以减小单晶高温合金液进入型腔的速度，定向凝固后得到单晶高温合金叶片。
5、优选的，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触的手段为：
6、在制备蜡模模组时在型壳中放入籽晶，得到的蜡模模组进行型壳涂制、脱蜡和烧结，得到具有籽晶的型壳蜡模。
7、优选的，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触的手段为：
8、将所述蜡模模组的籽晶腔设置为下大上小的锥度，浇注前在籽晶腔内放置配合锥度的籽晶。
9、优选的，所述锥度为1°～5°。
10、优选的，浇至型腔的方式采用底注式，自过渡浇道腔进入型腔的出口位于过渡浇道腔的上部。
11、优选的，所述浇注系统包括截面积大的中间腔、位于所述中间腔下部的远离型腔的第一腔道和位于所述中间腔上部且与所述型腔相连的第二腔道，所述第一腔道和所述第二腔道的截面积均小于所述中间腔的截面积，所述第一腔道、所述中间腔和所述第二腔道连通。
12、优选的，所述籽晶的长度为10mm～20mm。
13、优选的，所述籽晶的长度为15～30mm。
14、优选的，所述中间腔的直径为10～15mm，高度为10～20mm，所述第一腔道的直径为1～5mm，所述第二腔道的直径为1～5mm。
15、优选的，所述单晶高温合金叶片为dd3合金叶片、dd6合金叶片或dd9合金叶片。
16、本申请提供了一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法，其首先制备了单晶高温合金叶片的型壳模组，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触，然后将所述型壳模组放置于水冷结晶器上，型壳模组加热后将单晶高温合金液通过浇注系统的过渡浇道腔浇至型腔，以减小单晶高温合金液进入型腔的速度，定向凝固后得到但究竟高温合金叶片；在籽晶制备单晶高温合金叶片的过程中，在型壳模组中，籽晶和型壳模组的型壳为无间隙接触，消除了籽晶与型壳之间的空隙，避免了该空隙存在导致的引晶缺陷，同时通过引入过渡浇道，显著减少单晶高温合金液对籽晶部分熔化糊状区的扰动，从而避免了浇注引入的动量导致的籽晶糊状区内枝晶破碎问题，显著提高了籽晶引晶成功率，减少了引晶缺陷，提高了单晶高温合金叶片制备的成功率。
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1.一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触的手段为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触的手段为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述锥度为1°～5°。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浇至型腔的方式采用底注式，自过渡浇道腔进入型腔的出口位于过渡浇道腔的上部。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述浇注系统包括截面积大的中间腔、位于所述中间腔下部的远离型腔的第一腔道和位于所述中间腔上部且与所述型腔相连的第二腔道，所述第一腔道和所述第二腔道的截面积均小于所述中间腔的截面积，所述第一腔道、所述中间腔和所述第二腔道连通。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述籽晶的长度为10mm～20mm。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述籽晶的长度为15～30mm。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中间
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述单晶高温合金叶片为DD3合金叶片、DD6合金叶片或DD9合金叶片。
...【技术特征摘要】
1.一种籽晶制备单晶高温合金叶片的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触的手段为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使籽晶和所述型壳模组的型壳为无间隙接触的手段为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述锥度为1°～5°。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浇至型腔的方式采用底注式，自过渡浇道腔进入型腔的出口位于过渡浇道腔的上部。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述浇注系统包括截面积大的中间腔、位于所述中间腔下部的远离型腔的第一腔道和位于所述中间腔上部且与...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金乾，岳晓岱，刘仕聪，骆宇时，刘维维，
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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