[實用新型]一種可精控三維晶體取向的鎳基單晶高溫合金鑄造設備

有效

• 申請號: 201821960798.4
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN209110109U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 戴勇;杜應流;葛丙明;程干;馮文剛;施長坤;陶元亮;蘇鴻
• 申請（專利權）人: 安徽應流航源動力科技有限公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C9/08;C30B11/14;C30B29/52
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 沈尚林

本實用新型公開了一種可精控三維晶體取向的鎳基單晶高溫合金鑄造設備，包括底板，所述底板的頂側固定安裝有支柱，支柱的頂側固定安裝有澆口杯，支柱的一側設有位于底板上方的亞組樹結構，所述亞組樹結構內設有單晶動葉，單晶動葉底側活動安裝有鑄件蠟模，鑄件蠟模的底側活動安裝有選晶器，亞組樹結構的底側固定安裝有籽晶模殼，籽晶模殼的頂側開設有間隙槽，間隙槽內活動安裝有籽晶段。本實用新型結構簡單，采用特殊組樹方法結合定向凝固技術等，制備出的單晶動葉晶粒完整性良好，采用籽晶法同時控制單晶鑄件的一次和二次結晶取向，制備出的單晶動葉結晶取向良好，可有效提高單晶動葉的服役性能及批產合格率。

技術領域

本實用新型涉及精密鑄造技術領域，尤其涉及一種可精控三維晶體取向的鎳基單晶高溫合金鑄造設備。

背景技術

航空發動機被公認為世界上最難制造的機械裝備，又稱之為“制造業的皇冠”，渦輪葉片是航空發動機的核心部件之一，它要在高溫、高速、高應力的環境下工作，其結構復雜，制造難度大，附加值高，尤其是渦輪葉片中的單晶葉片，被稱為是“制造業皇冠上的明珠”，但值得注意的是：1.單晶零件具有明顯的各向異性，當其<001>結晶取向與服役中受應力方向相平行時，性能最好。因而一般要求鑄件受應力方向與其<001>方向的夾角不能大于15°，甚至10°，否則判作報廢；2.單晶零件的各向異性還表現在，<010>和<100>結晶取向沿特定方向時，其疲勞壽命會成倍提高，因而，對單晶葉片<010>和<100>結晶取向的要求已經被越來越多的發動機生產單位提出并推廣；3.另外，單晶高溫合金中去除了晶界強化元素，因而一旦鑄件中存在晶界，晶粒完整性遭到破壞，性能便會大幅度下降。因而，合格的單晶葉片必須具有良好的晶粒完整性和達標的結晶取向。

然而，目前國內生產單位的單晶鑄件都應用選晶法生產，因一次結晶取向偏離造成的報廢率在8％到20％之間，因選晶失敗而造成的單晶晶粒完整性破壞而造成的報廢率可達到2％-3％，而二次結晶取向更是無法控制，導致國內生產的單晶葉片性能和合格率無法與國際接軌，成為瓶頸，因此需要一種單晶高溫合金鑄造方法可有效的解決這一問題，制備出晶粒完整性和結晶取向均滿足要求的鑄件。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種可精控三維晶體取向的鎳基單晶高溫合金鑄造設備。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種可精控三維晶體取向的鎳基單晶高溫合金鑄造設備，包括底板，所述底板的頂側固定安裝有支柱，支柱的頂側固定安裝有澆口杯，支柱的一側設有位于底板上方的亞組樹結構，所述亞組樹結構內設有單晶動葉，單晶動葉底側活動安裝有鑄件蠟模，鑄件蠟模的底側活動安裝有選晶器，亞組樹結構的底側固定安裝有籽晶模殼，籽晶模殼的頂側開設有間隙槽，間隙槽內活動安裝有籽晶段，籽晶段的頂側延伸至間隙槽外并活動安裝在選晶器的底側上，籽晶段靠近支柱的一側活動安裝有位于間隙槽外的澆注管道，澆注管道的頂側固定安裝在澆口杯靠近亞組樹結構的一側上，澆注管道的上方設有活動安裝在澆口杯靠近亞組樹結構一側上的上澆道，上澆道的底側延伸至亞組樹結構內并活動安裝在單晶動葉的頂側上。

優選的，所述單晶動葉上設有安裝板，安裝板的頂側固定安裝有葉身，單晶動葉的一側設有延伸段。

優選的，所述單晶動葉底側固定安裝有榫頭，榫頭的兩側均設有頂針凸臺，單晶動葉的兩側均設有封嚴板。

優選的，所述選晶器的頂側固定安裝有五邊形凸起，五邊形凸起與鑄件蠟模的底側相適配。

優選的，所述選晶器的底側固定安裝有定位塊，定位塊的底側開設有定位槽，定位槽與籽晶段的頂側相適配。

優選的，所述間隙槽的底側內壁上活動安裝有緩沖片，緩沖片與籽晶段的底側相接觸。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：