[发明专利]一种具有双晶组织的整体叶盘及其制造方法

权利要求书

1.一种具有双晶组织的整体叶盘，所述整体叶盘包括轮盘、凸台和叶片；所述凸台的内侧与轮盘连接，凸台的外侧与叶片连接；

所述轮盘具有等轴晶组织；所述叶片具有柱状晶组织；所述凸台具有由内向外逐渐变大的晶粒组织；

所述轮盘的等轴晶平均晶粒尺寸为10~30μm；所述叶片的柱状晶平均晶粒的宽度为100~300μm；

所述整体叶盘的制造方法，包括以下步骤：

(1)制备具有等轴晶组织的轮盘；

(2)在所述轮盘边缘制备粗凸台，然后对粗凸台的表面进行表面加热处理后冷却，粗凸台表面温度较高使得表面晶粒尺寸粗大，而粗凸台内部温度较低，使得内部具有细小的等轴晶组织，由此得到具有由内向外逐渐变大的晶粒组织的凸台；

(3)采用激光立体成形技术结合同轴送粉激光熔覆方法将原料粉末在凸台上逐层堆积，得到叶片，同时形成整体叶盘粗品；

(4)对整体叶盘粗品依次进行整体热处理、冷却和精密整形加工，得到整体叶盘；

所述凸台内部靠近轮盘的一侧为等轴晶组织，所述等轴晶组织的晶粒尺寸为15~25μm，所述凸台外部靠近叶片的一侧为粗大的晶粒组织，所述粗大的晶粒组织的晶粒尺寸为100~200μm。

2.根据权利要求1所述的整体叶盘，其特征在于，所述凸台的高度为3~5mm。

3.根据权利要求1所述的整体叶盘，其特征在于，所述轮盘、凸台和叶片的材质独立地为镍基高温合金、钛合金或不锈钢。

4.根据权利要求1所述的整体叶盘，其特征在于，所述具有等轴晶组织的轮盘的制备方法包括：

将合金铸造后机械加工得到具有等轴晶组织的轮盘；

或者，将合金锻造后机械加工得到具有等轴晶组织的轮盘；

或者，将合金粉末冶金得到具有等轴晶组织的轮盘。

5.根据权利要求1所述的整体叶盘，其特征在于，所述步骤(2)表面加热处理的方式包括电磁高频感应加热、激光表面加热、真空脉冲电子束照射或表面火焰加热；所述冷却的方式包括空冷、水冷或油冷。

6.根据权利要求1所述的整体叶盘，其特征在于，所述步骤(3)激光立体成形技术的激光功率为1000~2000W；激光熔覆采用单向扫描的填充方式，所述单向扫描的扫描速率为5~10mm/s；所述同轴送粉的送粉量为10~15g/min；搭接率为30~60％，抬升量为0 .25~0 .4mm。

7.根据权利要求1所述的整体叶盘，其特征在于，所述步骤(4)采用磨粒和微粉进行精密整形加工，所述磨粒的材质为人造金刚石，所述磨粒的规格为180#~240#；所述微粉的材质为白刚玉，所述微粉的粒度为W20~W40。