[發(fā)明專利]一種重復(fù)使用固溶態(tài)柱狀晶制單晶高溫合金的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110508886.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN112974731B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊振宇;鄭帥;鄭素杰;楊功;張劍;駱宇時(shí);戴圣龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號(hào): B22C9/04
• 分類號(hào): B22C9/04;B22C3/00;B22D27/04;C30B11/00;C30B29/52
• 代理公司: 北京知匯林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

1.一種重復(fù)使用固溶態(tài)柱狀晶制單晶高溫合金的方法，其特征在于，控制其晶體001方向偏離定向凝固方向在5度以內(nèi)，所述方法包括以下步驟：

第一步，制備零件蠟?zāi)：吐菪x晶器蠟?zāi)＃瑢⑾灹先刍笞⑷肓慵＞咧校褐瞥尚停频昧慵災(zāi)＃粚⑾灹先刍笞⑷肼菪x晶器模具中，并壓制成型，制得螺旋選晶器蠟?zāi)＃簧鲜雎菪x晶器蠟?zāi)０菪魏蛦⒕Ф蝺刹糠郑?/p>

第二步，將與螺旋選晶器蠟?zāi)Ｆ鹁Ф蔚乳L的剛玉管套入螺旋選晶器蠟?zāi)５膯⒕Ф蝺?nèi)，并用熔融蠟料填充剛玉管與螺旋選晶器蠟?zāi)⒕Ф沃g的縫隙；將零件蠟?zāi)Ｅc螺旋選晶器蠟?zāi)５穆菪我欢撕负希辉诹慵災(zāi)！⒙菪x晶器蠟?zāi)：蛣傆窆艿耐獠客扛蔡沾赡突饾{料，然后在一定溫度下脫蠟，經(jīng)過焙燒一定時(shí)間后制得陶瓷模殼，陶瓷模殼有啟晶段、選晶段和零件段；

第三步，對(duì)柱狀晶試塊進(jìn)行固溶處理，采用一步固溶熱處理的方法，將定向凝固高溫合金體放入熱處理爐中進(jìn)行保溫，之后進(jìn)行冷卻，獲得固溶態(tài)柱狀晶試塊，熱處理爐的溫度為1100℃~1450℃，并進(jìn)行保溫2h-10h；

第四步，制備固溶態(tài)柱狀晶，在定向凝固高溫合金體上沿凝固方向切割出試塊，并采用打磨工具對(duì)試塊的表面進(jìn)行磨制，獲得固溶態(tài)柱狀晶，所述固溶態(tài)柱狀晶的形狀是圓柱形；所述固溶態(tài)柱狀晶高度20~50mm，直徑4~20mm；

第五步，制備單晶高溫合金鑄件，將固溶態(tài)柱狀晶塞入陶瓷模殼的啟晶段；將固溶態(tài)柱狀晶和陶瓷模殼一同放入單晶爐中，調(diào)節(jié)單晶爐內(nèi)溫度，并保溫一定時(shí)間；將高溫合金金屬液澆注到陶瓷模殼中，保溫一定時(shí)間后；向下移動(dòng)拉晶；拉晶結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫后取出，即制得到第一根單晶高溫合金鑄件；

第六步，回收重復(fù)使用的柱狀晶，去除得到的單晶高溫合金試棒的模殼；將得到的第一根單晶高溫合金鑄件從選晶段與啟晶段分界處斷開，以所述啟晶段作為重復(fù)使用的柱狀晶回收；

第七步，對(duì)回收的柱狀晶再次固溶處理，將第六步回收的柱狀晶再次經(jīng)過第三步的固溶處理，處理后的固溶態(tài)柱晶試塊即為回收的固溶態(tài)柱狀晶；

第八步，磨制回收的固溶態(tài)柱狀晶；采用打磨工具對(duì)回收的固溶態(tài)柱狀晶表面進(jìn)行磨制，獲得可重復(fù)使用的柱狀晶；

第九步，制備其余單晶高溫合金鑄件，利用第八步中可重復(fù)使用的固溶態(tài)柱狀晶繼續(xù)制備單晶高溫合金鑄件；將可重復(fù)使用的固溶態(tài)柱狀晶塞入第二步制得的陶瓷模殼啟晶段；將固溶態(tài)柱狀晶和陶瓷模殼一同放入單晶爐中，調(diào)節(jié)單晶爐內(nèi)溫度，并保溫一定時(shí)間，將高溫合金金屬液澆注到陶瓷模殼中，保溫一定時(shí)間后；向下移動(dòng)拉晶；拉晶結(jié)束后，隨爐冷卻至室溫后取出，即制得到第二根單晶高溫合金鑄件；在所述第二步中，陶瓷模殼啟晶段以剛玉管為內(nèi)壁；

在所述第五步中，將固溶態(tài)柱狀晶和陶瓷模殼一同放入單晶爐中，調(diào)節(jié)單晶爐內(nèi)溫度至1400~1600℃，并保溫1~15min；將高溫合金金屬液澆注到陶瓷模殼中，保溫1~15min后，向下移動(dòng)拉晶；所述高溫合金金屬液的溫度為1400~1800℃，固溶態(tài)柱狀晶與陶瓷模殼啟晶段內(nèi)壁之間的間隙在0.01~0.5mm之間；

在所述第五步中，向下移動(dòng)拉晶的速度為7~9mm/min；

在所述第九步中，向下移動(dòng)拉晶的速度為7~15mm/min。

2.如權(quán)利要求1所述的重復(fù)使用固溶態(tài)柱狀晶制單晶高溫合金的方法，其特征在于，在所述第一步中，蠟料在60~100℃的溫度下熔化后注入零件模具中，并在0.5~8MPa的壓強(qiáng)下壓制成型，制得零件蠟?zāi)＃粚⑾灹显?0~100℃的溫度下熔化后注入螺旋選晶器模具中，并在0.5~8MPa的壓強(qiáng)下壓制成型，制得螺旋選晶器蠟?zāi)！?/p>

3.如權(quán)利要求1所述的重復(fù)使用固溶態(tài)柱狀晶制單晶高溫合金的方法，其特征在于，在所述第二步中，在100~200℃溫度下脫蠟，在800~1300℃溫度下焙燒2~10小時(shí)后制得陶瓷模殼，在零件蠟?zāi)！⒙菪x晶器蠟?zāi)：蛣傆窆艿耐獠客扛蔡沾赡突饾{料的厚度為1~10mm。

4.如權(quán)利要求1所述的重復(fù)使用固溶態(tài)柱狀晶制單晶高溫合金的方法，其特征在于，在所述第九步中，固溶態(tài)柱狀晶與陶瓷模殼啟晶段內(nèi)壁之間的間隙在0.01~0.5mm之間。