[發明專利]一種避免單晶空心葉片再結晶和顯微疏松的蠟模方法

有效

• 申請號: 202110756254.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113492197B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 駱宇時;趙云松;張邁;楊振宇;張劍;郭媛媛;戴圣龍
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02;B22C9/04;B22C9/08;B22C9/22;C21D9/00;C22F1/10
• 代理公司: 北京知匯林知識產權代理事務所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

本發明涉及高溫合金精密鑄造技術領域，尤其為一種避免單晶空心葉片再結晶和顯微疏松的蠟模方法，包括：S1，將M片單晶空心葉片蠟模安裝于蠟模組合裝置上，對每片所述單晶空心葉片蠟模配置N組防再結晶筋，獲得單晶空心葉片澆注模組；其中，M為1～6片，N為1～2組；本發明通過在單晶空心葉片蠟模采用通用殼型制備工藝涂殼，獲得單晶空心葉片殼型，采用單晶高溫合金進行澆注，澆注后進行熱處理，熱處理后將防再結晶筋切除，便可得到完整且無再結晶缺陷的單晶空心葉片。本發明可滿足單晶空心葉片實際生產過程再結晶及疏松控制的需要，提高了單晶空心葉片耐用性和可靠性。

技術領域

本發明涉及高溫合金精密鑄造技術領域，具體為一種避免單晶空心葉片再結晶和顯微疏松的蠟模方法。

背景技術

鎳基單晶高溫合金葉片由于消除了晶界這一薄弱環節，其性能得到了較大的提升。但是，隨著葉片結構越來越復雜，單晶凝固過程中模殼的收縮、陶瓷型芯的收縮等過程難以避免的會在單晶空心葉片中引入一定的塑性變形，產生一定的應力集中，這些應力集中的區域在后續熱處理的過程中，受到高溫的激發，殘余應力釋放并促進新的晶粒形核，便誘發再結晶的產生。再結晶與基體晶粒之間存在的晶界破壞了葉片的單晶完整性，大幅度降低了單晶空心葉片的性能，盡管合金中添加了晶界強化元素，但是裂紋仍然容易在晶界中形成，造成葉片的失效。此外，在葉片的凝固過程中，由于葉片結構中緣板等大平臺的存在，導致鑄件容易補縮不足從而產生疏松，進而在葉片服役過程中成為裂紋源，嚴重影響葉片的服役性能。因此，再結晶的消除和疏松的控制逐漸成為發動機單晶渦輪葉片生產過程中的關鍵問題，針對單晶空心葉片再結晶及疏松控制的研究，具有十分重要的意義。

目前采用回復熱處理、滲碳、表面腐蝕等方法控制單晶高溫合金再結晶的方法，但回復熱處理、滲碳、表面腐蝕等方法對再結晶的控制非常有限，且表面腐蝕方法會影響非再結晶區域的表面質量，對單晶高溫合金葉片造成不可恢復的損壞，在生產過程中很難得到推廣。

發明內容

為解決上述背景技術存在的問題，本發明公開了一種避免單晶空心葉片再結晶和顯微疏松的蠟模方法，通過設計特定的模組工藝，使葉片在凝固時充分釋放應力，避免葉片在后續熱處理過程中產生再結晶，同時為葉片提供補縮，以減少疏松的產生，提高了單晶空心葉片耐用性和可靠性。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種避免單晶空心葉片再結晶和顯微疏松的蠟模方法，包括：

S1，將M片單晶空心葉片蠟模安裝于蠟模組合裝置上，對每片所述單晶空心葉片蠟模配置N組防再結晶筋，獲得單晶空心葉片澆注模組；其中，M為1～6片；N為1～2組；

S2，將所述單晶空心葉片澆注模組的外部涂覆1層面層涂料及6層背層涂料，經干燥硬化后，獲得單晶空心葉片殼型；

S3，將所述單晶空心葉片殼型內部進行脫蠟后，采用單晶高溫合金對所述單晶空心葉片殼型進行澆注；

S4，澆注后對所述單晶空心葉片殼型進行脫殼，獲得單晶空心葉片毛坯件；對所述毛坯件進行熱處理；

S5，對所述毛坯件進行機械加工，獲得完整且無再結晶缺陷的單晶空心葉片。

進一步地，所述蠟模組合裝置包括：上底板、中注管、澆注口、晶體生長引導條、螺旋狀晶體選擇器和下底板；其中，

所述中注管的上端連接安裝于上底板底面的中心處，中注管的下端連接安裝在下底板頂面的中心處；

將所述澆注口連接安裝于上底板的頂面中心處；

M個所述螺旋狀晶體選擇器平均分布并相連安裝于下底板頂面上；M個所述晶體生長引導條分別連接安裝于M個螺旋狀晶體選擇器頂端之上。

進一步地，所述將單晶空心葉片蠟模安裝于蠟模組合裝置上，包括：