[发明专利]基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉

说明书

本发明属于单晶叶片应用技术领域，具体公开了基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉，包括炉体、炉盖、炉胆、进气腔体、密封圈、进气口、出气口、圆形中空密封筒、隔热挡圈、石墨烯颗粒、旋转控制杆、单晶叶片连接座、加热器壳体和加热器元件。本发明的基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉的有益效果在于：其设计结构合理，高温梯度2‑3 K/mm，生产成本低（因为抽拉速率高），组织性能提高，可通过抽气灵活改变热场参数等，能对单晶叶片完成高效、稳定的定向凝固作业，提高模壳的强度（石墨烯和本身的模壳表面反应，形成致密的结构提高了强度（可免去在模具表面包裹碳纤维的成本）以及透气性提高（因为是纳米颗粒，热传导性能好）。

技术领域

本发明属于单晶叶片应用技术领域，具体涉及基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉。

背景技术

单晶叶片是只有一个晶粒的铸造叶片，定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界，使全部晶界平行于应力轴方向，从而改善了合金的使用性能。

单晶高温合金做的涡轮叶片非常好用，能够在一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

在单晶叶片制备工艺中，存在对单晶叶片进行冷却凝固的工序，其冷却凝固的合理性将直接影响所制备的冷却凝固质量。现有的用于的单晶叶片的单晶叶片结构，其设计不合理，具有以下：1、低梯度和不均匀的温度梯度（1 K/mm），2、生产成本高（抽拉速率低、容易形成铸造缺陷等），3、低的组织性能（枝晶臂间距大、容易形成偏析、缩孔等），4、由于屏蔽不良和绝缘不良，挡板性能不佳等缺点。

因此，基于上述问题，本发明提供基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉，其设计结构合理，生产成本低（因为抽拉速率高），组织性能提高，可通过抽气灵活改变热场参数等，能对单晶叶片完成高效、稳定的定向凝固作业。

技术方案：本发明提供基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉，包括炉体、炉盖，及设置在炉体内的炉胆，及设置在炉体、敞开式炉胆底部连接面的进气腔体、密封圈，及设置在在炉体上的进气口、出气口，及与敞开式炉胆连接的圆形中空密封筒，及与圆形中空密封底面连接的隔热挡圈，及设置在敞开式炉胆内的石墨烯颗粒，及依次贯穿炉体、密封圈、敞开式炉胆的旋转控制杆，及设置在旋转控制杆一端的单晶叶片连接座，及设置在隔热挡圈上的加热器壳体，及设置在加热器壳体内的加热器元件，其中，单晶叶片通过旋转控制杆、单晶叶片连接座进行一定的旋转动作，所述敞开式炉胆底部内均布通气孔，且通气孔直径尺寸小于石墨烯颗粒的直径尺寸，隔热挡圈内设置单晶叶片旋转通孔。

本技术方案的，所述基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉，还包括两端分别与圆形中空密封筒底部外壁、敞开式炉胆内壁连接圆形斜支撑板，其中，圆形斜支撑板内均匀设置出气孔，且出气孔直径尺寸小于石墨烯颗粒的直径尺寸。

本技术方案的，所述石墨烯颗粒将圆形斜支撑板表面均匀覆盖。

本技术方案的，所述进气口的进气惰性气体。

与现有技术相比，本发明的基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉的有益效果在于：其设计结构合理，高温梯度2-3 K/mm，生产成本低（因为抽拉速率高），组织性能提高，可通过抽气灵活改变热场参数等，能对单晶叶片完成高效、稳定的定向凝固作业，提高模壳的强度（石墨烯和本身的模壳表面反应，形成致密的结构提高了强度（可免去在模具表面包裹碳纤维的成本）以及透气性提高（因为是纳米颗粒，热传导性能好）。

附图说明

图1是本发明的基于石墨烯颗粒定向凝固单晶叶片的真空炉的结构示意图；