[发明专利]控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法及装置

权利要求书

1.一种控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法，其特征在于，通过主动冷却装置在激光熔覆镍基单晶涡轮叶片尖端时对所述镍基单晶涡轮叶片的两侧进行主动冷却，从而增强所述镍基单晶涡轮叶片轴向的温度梯度，所述主动冷却装置的具体工作方法包括：将氩气、空气经过空气压缩机后形成的高压气流接入涡流管，涡流管产生的低温气流通过冷却喷嘴在激光熔覆区域周围形成冷却流场，主动冷却镍基单晶涡轮叶片的两侧，所述冷却喷嘴的一端均接入所述涡流管的出口端，所述冷却喷嘴的另一端均分别斜向下对准所述镍基单晶涡轮叶片的两侧靠近叶尖的位置，通过CCD或CMOS红外相机监测并记录激光熔池附近的温度分布，通过闭环反馈实时控制工艺参数，使得熔池凝固界面沿着竖直方向的温度梯度保持在1×10⁷～1×10⁹摄氏度/米以及激光熔池的尺寸保持在D：W：H＝1～1.5:4～5:2～3，其中D为基材熔化深度，W为熔池宽度，H为熔池高度。

2.根据权利要求1所述的控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法，其特征在于，所述空气压缩机的出口压力控制在20-25Mpa。

3.根据权利要求1所述的控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法，其特征在于，所述涡流管产生的冷却气流温度控制在-30℃～-15℃。

4.一种控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的装置，其特征在于，所述装置为如权利要求1-3中任一项所述的主动冷却装置，所述主动冷却装置包括空气压缩机、涡流管和两个冷却喷嘴，所述空气压缩机的入口端通入气体，其出口端接入所述涡流管，所述两个冷却喷嘴均设置于激光熔覆装置中激光喷嘴的周侧，并与所述激光喷嘴随动，所述两个冷却喷嘴的一端均接入所述涡流管的出口端，所述两个冷却喷嘴的另一端分别对准所述镍基单晶涡轮叶片的两侧，所述冷却喷嘴的另一端均分别斜向下对准所述镍基单晶涡轮叶片的两侧靠近叶尖的位置。