[实用新型]一种新型组合式Z型选晶器

说明书

本实用新型属于精密铸造应用技术领域，具体公开了一种新型组合式Z型选晶器，包括锥形碗状支撑块、第一起晶端定位凸柱、第二起晶端定位凸柱、第一选晶段、第二选晶段、第一过渡段和第二过渡段。本实用新型的有益效果在于：1、晶粒选晶段中成长的过程中可减小发生杂晶的几率，选晶段采用合适尺寸的直径，既保证选晶效率，又保证选晶段的强度，保证晶粒的顺利成型，选晶段采用了合理的起升角度，可以保证晶粒顺利成长的同时，也可以保证选晶段高度不会过高，从而提高了工作效率；2、两组相配合使用的起晶端、约束段、选晶段和过渡段且尺寸不同，提高了选晶器的制作效率且减小发生杂晶的几率，以及其为组合式结构，便于装配进行高效的选晶作业。

技术领域

本实用新型属于精密铸造应用技术领域，具体涉及一种新型组合式Z型选晶器。

背景技术

镍基高温合金因具有良好的机械性能，被广泛应用于航空、航天、航海以及能源化工等领域，镍基单晶高温合金更是以其优异的高温力学性能成为先进航空发动机设计的首选材料。但是工业生产中，单晶高温合金涡轮叶片因取向偏离、杂晶、缩松等凝固缺陷的存在而导致其废品率较高，因而这些凝固缺陷成为单晶高温合金研究的主要问题，而选晶过程则是造成晶体取向偏离以及杂晶等缺陷形成的主要原因之一，但是目前对选晶法制备镍基单晶高温合金过程中的选晶机制还不是很清楚、对选晶器的设计还依靠经验、尚未建立选晶阶段与缺陷形成的相关性。

在单晶制备过程中应尽量降低选晶器的高度，从而保证叶片的长度和降低凝固缺陷形成的倾向，但是当选晶器引晶段高度较低时，引晶段内晶粒取向优化效果并不明显，会导致最终单晶取向较差；当选晶器选晶段的高度太低（选晶段参数不合适）又会影响选晶过程的顺利进行，造成通道内杂晶的形成，从而影响最终单晶的质量，甚至会导致选晶过程的失败，不能获得单晶组织。因此，在选晶法制备镍基单晶高温合金涡轮叶片过程中，要保证叶片的足够长度和高的选晶成功率，就必须合理的设计选晶器的尺寸。然而，尽管选晶技术在工业生产领域得到了较为广泛的应用，但对选晶过程的研究远没有达到对单晶本身的重视程度，不利于单晶生长技术的发展。

国外对于选晶器结构和参数的设计较为成熟，工业生产中也能够保证较高的合格率，但是选晶器结构和尺寸属于单晶制备的技术秘密，国外高度保密，必须自主攻关。目前国内相关单位虽已可以利用选晶法制备单晶高温合金涡轮叶片，但是对于选晶器的设计还仅是凭借经验，对于选晶机理的研究也不充分，同时因选晶失败而造成的叶片报废率还非常高。因此对于选晶器的合理设计已成为制约我国单晶叶片制备的一大障碍，很有必要对选晶过程进行深入的研究，特别是对选晶器几何参数与选晶器的选晶效率和单晶取向之间的关系作进一步的深入研究，对于选晶器的合理设计有着非常大的实际意义。

因此，基于上述问题，本实用新型提供一种新型组合式Z型选晶器。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种新型组合式Z型选晶器，其能够为进一步研究选晶机理找到一个突破点，结合现有的3D打印技术，为提高我国镍基单晶高温合金涡轮叶片产率，开展选晶法制备镍基单晶高温合金的研究提供宝贵的参考价值，同时其为组合式结构，便于装配进行高效的选晶作业。