[发明专利]一种制备大尺寸镍基单晶高温合金棒材的型壳和方法

摘要

本发明公开了一种制备大尺寸镍基单晶高温合金棒材的型壳和方法，属于高温合金制备技术领域。该方法采用特定结构的Al₂O₃陶瓷型壳，其螺旋段与棒材段之间的过渡段圆锥角度不大于45°。在工业用定向凝固设备中进行单晶合金熔炼和制备，抽拉速率为：起始端6mm/min，螺旋段：6mm/min，棒材段：2mm/min。本发明解决了传统铸造方法制备的大尺寸棒材单晶高温合金形成杂晶的问题，成功制备出直径30‑50mm、长度100mm～200mm的单晶棒材。并且有效避免了凝固杂晶的形成。该方法简单有效，适于制备大尺寸单晶高温合金圆柱形零件。

主权项

1.一种制备大尺寸镍基单晶高温合金棒材的方法，其特征在于：该方法是利用材质为耐热陶瓷材料Al₂O₃的型壳进行，所述型壳包括依次连接的起始端、螺旋段和棒材段；其中：所述型壳的螺旋段与棒材段之间通过圆锥形过渡段相连接，所述圆锥形过渡段的圆锥角不大于45°；所述圆锥形过渡段的粗端连接棒材段，细端连接螺旋段；所述型壳的起始端的高度为10mm，直径8mm；所述螺旋段的高度为20mm；所述型壳的面层所用Al₂O₃纯度为95％，粒度为300目；型壳的加固层所用Al₂O₃纯度为99％，粒度20～40目；制备大尺寸镍基单晶高温合金棒材的方法为：以DD408镍基单晶高温合金粉末为原材料，采用定向凝固炉设备，通过定向凝固技术制备大尺寸镍基单晶高温合金棒材；具体制备过程为：首先将所述型壳放置于定向凝固炉中，抽真空后将合金原材料熔化，在1450℃熔炼10min后进行浇注，浇注后进行定向凝固，定向凝固过程抽拉速率为：起始端为6mm/min，螺旋段为6mm/min，棒材段为2mm/min。