[發明專利]一種避免單晶空心葉片內腔再結晶的方法有效

申請號：	202110756641.X	申請日：	2021-07-05
公開（公告）號：	CN113458343B	公開（公告）日：	2022-04-01
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：	B22C9/24	分類號：	B22C9/24;B22C7/02;B22C9/04;B22C9/10;B22D27/20;B22D31/00;C21D1/78;C21D9/00;C30B11/00;C30B33/02
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種避免空心葉片再結晶方法
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【說明書】：

本發明公開了一種避免單晶空心葉片內腔再結晶的方法，屬于高溫合金精密鑄造領域。在陶瓷型芯表面上設置至少一處防再結晶部位，得到具有至少一處防再結晶凹穴的空心葉片蠟模；在所述防再結晶凹穴處設置防再結晶凸緣；將空心葉片殼型內部進行脫蠟后，采用單晶高溫合金進行澆注、脫殼；對獲得的單晶空心葉片毛坯件進行熱處理和機械加工，獲得完整且無再結晶缺陷的單晶空心葉片。本發明方法工藝簡單可靠、成本低、操作容易，由于葉片在鑄造階段就可以有效消除單晶葉片鑄件中的再結晶缺陷，因此葉片性能更優異，具有較大的應用和經濟價值。

技術領域

本發明屬于高溫合金精密鑄造領域，特別是涉及一種避免單晶空心葉片內腔再結晶的方法。

背景技術

隨著渦輪前進口溫度的不斷提升，航空發動機單晶葉片經歷了由實心到復雜空心結構的歷程。隨著單晶空心葉片的結構日益復雜，在凝固過程中，由于金屬液、型芯、型殼之間的收縮不匹配等問題，會導致葉片內腔發生輕微的塑性變形，產生應力集中。在葉片熱處理的過程中，會釋放這部分應力并誘發新晶粒的形核及長大，導致葉片部分關鍵位置產生再結晶。再結晶作為一種缺陷，降低了單晶葉片的性能，已成為影響單晶葉片鑄造的難題之一，針對單晶葉片再結晶控制的研究，具有十分重要的意義。目前很多研究中采用回復熱處理、滲碳、表面腐蝕等方法控制單晶高溫合金的再結晶，但回復熱處理、滲碳、表面腐蝕等方法對葉片再結晶，尤其是葉片內腔再結晶的控制效果非常有限，且表面腐蝕方法會影響葉片其它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。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種避免單晶空心葉片內腔再結晶的蠟模制作方法，通過在空心葉片蠟模上設置至少一處防再結晶凸緣，集中周圍葉片應力，并在葉片熱處理過程中將防再結晶凸緣應力釋放，從而防止葉片其他部位產生再結晶，以解決單晶空心葉片實際生產過程中內腔難以避免產生再結晶缺陷的問題。

一種避免單晶空心葉片內腔再結晶的方法，包括：

S1，在陶瓷型芯表面上設置至少一處防再結晶部位，將所述陶瓷型芯放置在模具中，通過壓蠟機注蠟、成型，得到具有至少一處防再結晶凹穴的空心葉片蠟模；

S2，在所述防再結晶凹穴處涂抹石蠟，構成防再結晶凸緣；

S3，將所述空心葉片蠟模安裝于蠟模組合裝置上，獲得空心葉片澆注模組；

S4，將所述空心葉片澆注模組的外部涂覆殼型涂料，經干燥硬化后，獲得空心葉片殼型；

S5，將所述空心葉片殼型內部進行脫蠟后，采用單晶高溫合金對所述空心葉片殼型進行澆注；

S6，澆注后對所述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；

S7，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，所述空心葉片蠟模，包括：蠟模殼、陶瓷型芯和至少一處防再結晶凹穴；其中，所述蠟模殼為石蠟材料，包覆于所述陶瓷型芯表面，但不覆蓋所述防再結晶部位；所述防再結晶部位不覆蓋石蠟，在所述空心葉片蠟模上構成防再結晶凹穴。

進一步地，所述蠟模組合裝置，為石蠟材料，用于支撐所述空心葉片蠟模。