[發明專利]一種鑄造單晶高溫合金籽晶切割制備的方法

有效

• 申請號: 202010117875.5
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111216258B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 楊文超;屈鵬飛;劉林;張軍;黃太文;蘇海軍;郭敏;郭躍嶺
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種鑄造單晶高溫合金籽晶切割制備的方法，其特征在于，具體過程是：

步驟1，做與二次枝晶方向平行的一次標記線：

對單晶試棒的一個端面進行表面處理，在該端面得到二次枝晶；在有所述二次枝晶的單晶試棒端面劃線作為一次標記線，該標記線平行于任意一個二次枝晶的方向，并采用MST樹圖法或面積測量法測量得到各一次枝晶間距的平均值；

步驟2，切割單晶試棒：

沿所述單晶試棒的軸向切割單晶試棒，得到一次標定試件；對得到的一次標定試件進行表面處理；

經過表面處理的切割面會出現一次枝晶干；測量單一一次枝晶干在該切割面上暴露的平均長度，并且計算該平均長度與步驟1中測得的平均一次枝晶間距的比值；若單一一次枝晶干在縱剖面上暴露的平均長度與平均一次枝晶間距的比值大于60，轉到步驟3；

若單一一次枝晶干在縱剖面上暴露的平均長度與平均一次枝晶間距的比值小于60，則再次切割該單晶試棒，獲得二次標定試件；對得到的二次標定試件進行表面處理；

步驟3，標定晶體取向：

在所述縱剖面劃線作001方向標記線，并使該001方向標記線平行于一次枝晶方向，該001方向標記線的方向即為單晶001方向；在縱剖面上繼續劃線作001方向的垂線，該垂線為100方向標記線或010方向標記線；所述100方向標記線的方向即為單晶100方向，所述010方向標記線所示方向即為單晶010方向；

步驟4，切取目標晶面：

所述的目標晶面為(001)晶面或(011)晶面或(111)晶面；在所述一次標定試件或二次標定試件上切割(001)晶面或(011)晶面或(111)晶面；

在切取(001)晶面時，線切割絲平行于所述100方向標記線，并使繪制的001方向標記線垂直于線切割絲切割方向；切割得到的一次切割試樣，切割方向垂直于步驟3中001方向標記線；一次切割試樣上的切割面即為一個(001)晶面；

在切取(011)晶面時，線切割絲平行于所述010方向標記線并使繪制的001方向標記線垂直于線切割絲切割方向；切割得到的一次切割試樣，該一次切割試樣上的切割面即為一個(001)晶面；在所述(001)晶面劃出100方向標記線，該100方向標記線垂直于010方向；所述100方向標記線所示方向即為單晶100方向；

該100方向標記線為(011)晶面與(001)晶面相交線；

利用FCC晶體的兩晶面夾角公式，得到(011)晶面與(001)晶面夾角；所述(011)晶面與(001)晶面夾角θ₂＝45°；繼續切割一次切割試樣，得到二次切割試樣；切割時線切割絲與所述(001)晶面平行，并與相交線100重合，令線切割絲行走方向與(001)晶面之間的夾角為45°，得到二次切割試樣；所述二次切割試樣為兩端電火花面不平行的大半圓柱，二次切割試樣上的切割面即為一個(011)晶面；在切取(111)晶面時，線切割絲使其與010標記線平行；使繪制的001方向垂直于線切割絲切割方向；切割得到的一次切割試樣；所述一次切割試樣上的切割面即為一個(001)晶面；在該(001)晶面劃出100方向標記線，該100方向標記線垂直于010方向；該100方向標記線所示方向即為單晶100方向；100和010兩個方向標記線夾角的角平分線為(111)晶面與(001)晶面的相交線，在(001)晶面上劃出該角平分線；利用FCC晶體的兩晶面夾角公式，得到(111)晶面與(001)晶面夾角；該(111)晶面與(001)晶面夾角為θ₁＝54.736°；繼續切割一次切割試樣；切割時，使線切割絲與(001)晶面相互平行，并且與標記出的相交線重合，設置切割程序，讓線切割絲切割方向與(001)晶面夾角為54.736°的方向，采用電火花線切割對一次切割試件進行切割，得到二次切割試樣；所述二次切割試樣上的切割面即為一個(111)晶面；

步驟5，切出具有目標晶體學取向特征的籽晶：

調整線切割絲垂直于得到的(001)晶面或(011)晶面或(111)晶面；切割出具有[001]晶體學取向特征或[011]晶體學取向特征或[111]晶體學取向特征的籽晶。

2.如權利要求1所述鑄造單晶高溫合金籽晶切割制備的方法，其特征在于，對所述一次標定試件表面處理包括腐蝕處理是對經過拋光的單晶試棒的端面腐蝕40～60s；所采用的腐蝕劑由4g CuSO₄、20mlHCl和20mlH₂O混合而成。