[发明专利]一种消除单晶高温合金电火花制孔孔壁重熔层的方法

权利要求书

1.一种消除单晶高温合金电火花制孔孔壁重熔层的方法，其特征在于，通过控制电火花加工工艺参数及冷却系统，实现高温合金外延生长，使重熔层区域与高温合金基体具有完全相同的晶体取向，其后通过热处理工艺调控重熔层区域的显微组织形貌，使其与合金基体的组织形貌一致，从而彻底消除原重熔层与合金基体间界面；所述方法包括步骤(1)：对电火花小孔机工作液系统加装水温调节控制器，实现工作液温度在0-20℃范围内连续可调；步骤(2)：选取可达到如下参数范围指标的电火花小孔机电源系统：电流：3-5A，脉宽：2-6μs，脉停：5-30μs，伺服电压：15V-150V；步骤(3)：选取可达到如下加工工艺参数范围指标的电火花加工控制系统：电极丝转速60-150r/min，进给速率0.1-1mm/s，内冲液压力4-20MPa；步骤(4)：在步骤(3)电火花加工工艺参数范围内选取一组工艺参数，在与叶片单晶高温合金材料种类及显微组织相同的试片上，采用同类电极丝加工微孔，其后沿过孔中心轴线的平面剖切，并按标准金相制样流程磨抛制备组织观察试样，腐蚀后在5000×放大倍率下对所选取的工艺参数进行电加工工艺确认，满足以下孔壁组织验收要求：孔壁重熔层厚度不大于20μm，重熔层内无气孔、无微裂纹，重熔层晶体取向与高温合金基体晶体取向完全相同；如步骤(4)的组织验收要求未能满足，应重新在工艺参数范围内选取一组新的参数进行工艺确认；步骤(5)：使用通过工艺确认的电火花加工参数在叶片上完成气膜孔加工，将制孔后叶片与采用相同电火花加工工艺参数制孔的随炉试片置于真空热处理炉内进行去应力退火处理，温度控制在该单晶高温合金一级时效温度以下，时间不短于10h，冷却至室温后快速升温进行热冲击处理，热冲击温度介于该合金的固溶温度与一级时效温度之间，热冲击时间不超过10min，其后静冷或采用惰性气体强冷，强冷压力2Bar-6Bar。

2.如权利要求1所述的消除单晶高温合金电火花制孔孔壁重熔层的方法，其特征在于，所述方法适用于航空发动机涡轮叶片无重熔层气膜孔的加工处理。

3.如权利要求1所述的消除单晶高温合金电火花制孔孔壁重熔层的方法，其特征在于，所述方法包括步骤(6)：对热冲击后的叶片及随炉试片在真空热处理炉内按所用单晶高温合金的标准热处理工艺完成时效热处理。

4.如权利要求3所述的消除单晶高温合金电火花制孔孔壁重熔层的方法，其特征在于，所述方法包括步骤(7)：将随炉试片沿过孔中心轴线的平面剖切，并按标准金相制样流程磨抛制备组织观察试样，腐蚀后在5000×放大倍率下进行热处理工艺确认，满足如下要求：孔壁原重熔层区域组织形貌与高温合金基体一致，原重熔层区域晶体取向与高温合金基体晶体取向相同。

5.如权利要求4所述的消除单晶高温合金电火花制孔孔壁重熔层的方法，其特征在于，所述方法包括步骤(8)：完成叶片表面晶粒度腐蚀与检验，确认经热处理后叶片表面有无再结晶出现，如出现再结晶需将叶片报废处理，并降低去应力退火温度，延长去应力退火时间。