[发明专利]一种单晶叶片的制造工艺及其测试方法

权利要求书

1.一种单晶叶片的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、制作模壳，组装蜡簇和绝缘陶瓷涡轮叶片模具，利用蜡焊的方式组装蜡簇、

绝缘陶瓷叶片模具，完整的模壳的高度约为315毫米，直径为250毫米，所使用的绝缘陶瓷涡轮叶片模具的高度约为130毫米；

步骤2、模壳烧制，模壳由Al₂O₃组成，准备好的外壳模具的壁厚为8毫米-10毫米，生成模壳后，在高压灭菌过程中去除蜡，高压灭菌和脱粘合剂后，将模壳进行烧制；

步骤3、过滤器的安装，烧制模具壳后，将氧化锆过滤器用陶瓷胶粘到锥体中，由于必须将填充通道连接到圆锥体稍高一点的位置，以使它们都适合圆锥体的直径，因此过滤器的直径会增加一个由氧化铝制成的陶瓷环，这增加了过滤器的高度，并且填充通道在过滤器下方；

步骤4、将模壳安装到熔炉中，将模壳放置在冷却板上后，密封冷却板和模具之间留有间隙，然后将一个圆柱体粘贴到模具壳的锥体上，最终冷却板下面的所有部件都被绝缘，然后将设备移入加热室；

步骤5、铸造工艺在ALD的Bridgman炉中进行，首先在浇铸之前，将加热室和冷却室脱氧，直至真空值为5.0*10^-8bar，再将Al₂O₃模壳加热到1500摄氏度，在1300摄氏度的温度下在Al₂O₃坩埚中加热熔融材料CMSX-6，并通过感应线圈加热，最后当熔体和壳体的温度达到1500摄氏度时，通过顶部填充方法将熔体倒入壳体中，然后自动关闭加热室，并将模具移入冷却室；

步骤6、铸造后，通过水射流切割将涡轮叶片从组件中分离出来，陶瓷其余部分通过喷砂去除，得到单晶涡轮叶。

2.根据权利要求1所述的一种单晶叶片的测试方法，其特征在于：所述步骤1中，制备用于温度测量的蜡簇，为了记录温度在铸造过程中，三个陶瓷管被放置在蜡堆中，首先，在陶瓷上画一条线管子，开口端用蜡封闭，然后用火加热尖端移入蜡中直至标记，最后用焊条将蜡和绝缘陶瓷涡轮叶片模具之间蜡焊，管子上的孔通过切断一部分暴露出来。

3.根据权利要求1所述的一种单晶叶片的测试方法，其特征在于：所述步骤3中，热电偶的安装，首先将热电偶连接到电线，然后用火测试热电偶的功能，并记下各个热

电偶的电线数量，最后将热电偶与氧化铝浆料粘合在一起，使用三个热电偶在整个过程中记录温度，从而可以评估温度梯度。

4.根据权利要求1所述的一种单晶叶片的测试方法，其特征在于：所述步骤6中，

为了确定涡轮机叶片是否为单晶，对样品进行宏观蚀刻，用以确定晶体取向，包括以下步骤，

步骤a、水刀切割后，首先用胶带将涡轮叶片标记上胶带，然后用HCl +H₂O₂蚀刻表面，然而，由于缺少与酸的接触，胶带的表面没有被蚀刻，将样品用酒精清洗并用热空气干燥，由于胶带中存储的酒精更多，因此在下面的区域会出现水渍；

步骤b、观察涡轮机叶片，在启动器中可看到许多定向凝固的晶粒，但是，在猪尾后面没有晶界，这意味着涡轮机叶片由单晶组成。