[發(fā)明專利]一種單晶葉片的制造工藝及其測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110581819.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113351829A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱鑫濤;朱德本;朱玉棠;吳子寧
• 申請（專利權(quán)）人: 泰州市金鷹精密鑄造有限公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C9/22;B22D27/04;C30B11/00;C30B29/52;G01K1/14;G01K7/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種單晶葉片的制造工藝，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1、制作模殼，組裝蠟簇和絕緣陶瓷渦輪葉片模具，利用蠟焊的方式組裝蠟簇、

絕緣陶瓷葉片模具，完整的模殼的高度約為315毫米，直徑為250毫米，所使用的絕緣陶瓷渦輪葉片模具的高度約為130毫米；

步驟2、模殼燒制，模殼由Al₂O₃組成，準(zhǔn)備好的外殼模具的壁厚為8毫米-10毫米，生成模殼后，在高壓滅菌過程中去除蠟，高壓滅菌和脫粘合劑后，將模殼進(jìn)行燒制；

步驟3、過濾器的安裝，燒制模具殼后，將氧化鋯過濾器用陶瓷膠粘到錐體中，由于必須將填充通道連接到圓錐體稍高一點(diǎn)的位置，以使它們都適合圓錐體的直徑，因此過濾器的直徑會增加一個由氧化鋁制成的陶瓷環(huán)，這增加了過濾器的高度，并且填充通道在過濾器下方；

步驟4、將模殼安裝到熔爐中，將模殼放置在冷卻板上后，密封冷卻板和模具之間留有間隙，然后將一個圓柱體粘貼到模具殼的錐體上，最終冷卻板下面的所有部件都被絕緣，然后將設(shè)備移入加熱室；

步驟5、鑄造工藝在ALD的Bridgman爐中進(jìn)行，首先在澆鑄之前，將加熱室和冷卻室脫氧，直至真空值為5.0*10^-8bar，再將Al₂O₃模殼加熱到1500攝氏度，在1300攝氏度的溫度下在Al₂O₃坩堝中加熱熔融材料CMSX-6，并通過感應(yīng)線圈加熱，最后當(dāng)熔體和殼體的溫度達(dá)到1500攝氏度時，通過頂部填充方法將熔體倒入殼體中，然后自動關(guān)閉加熱室，并將模具移入冷卻室；

步驟6、鑄造后，通過水射流切割將渦輪葉片從組件中分離出來，陶瓷其余部分通過噴砂去除，得到單晶渦輪葉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶葉片的測試方法，其特征在于：所述步驟1中，制備用于溫度測量的蠟簇，為了記錄溫度在鑄造過程中，三個陶瓷管被放置在蠟堆中，首先，在陶瓷上畫一條線管子，開口端用蠟封閉，然后用火加熱尖端移入蠟中直至標(biāo)記，最后用焊條將蠟和絕緣陶瓷渦輪葉片模具之間蠟焊，管子上的孔通過切斷一部分暴露出來。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶葉片的測試方法，其特征在于：所述步驟3中，熱電偶的安裝，首先將熱電偶連接到電線，然后用火測試熱電偶的功能，并記下各個熱

電偶的電線數(shù)量，最后將熱電偶與氧化鋁漿料粘合在一起，使用三個熱電偶在整個過程中記錄溫度，從而可以評估溫度梯度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶葉片的測試方法，其特征在于：所述步驟6中，

為了確定渦輪機(jī)葉片是否為單晶，對樣品進(jìn)行宏觀蝕刻，用以確定晶體取向，包括以下步驟，

步驟a、水刀切割后，首先用膠帶將渦輪葉片標(biāo)記上膠帶，然后用HCl +H₂O₂蝕刻表面，然而，由于缺少與酸的接觸，膠帶的表面沒有被蝕刻，將樣品用酒精清洗并用熱空氣干燥，由于膠帶中存儲的酒精更多，因此在下面的區(qū)域會出現(xiàn)水漬；

步驟b、觀察渦輪機(jī)葉片，在啟動器中可看到許多定向凝固的晶粒，但是，在豬尾后面沒有晶界，這意味著渦輪機(jī)葉片由單晶組成。