[发明专利]三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法

摘要

本发明公开了一种三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法，包括单晶试棒方案设计、制蜡、蜡模组树、制壳、熔炼、制备单晶高温合金籽晶、单晶高温合金籽晶的重复使用。通过此方法制备的籽晶成功率高、三维晶体取向可控、且取向控制精准，因取向偏离而造成的报废率可大幅度降低。

主权项

1.三维取向可精控的高温合金单晶叶片用籽晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)单晶试棒方案设计制作一套精铸模组，该模组由试棒、选晶器、浇口杯、浇注系统和底盘五部分组成；(2)制蜡将蜡料温度控制在60‑120℃，注蜡压力0.3‑20MPa的条件下注入单晶试棒和浇道模具中，以获得零件蜡模、浇口杯蜡模、底板蜡模、浇道蜡模等；(3)蜡模组树将零件、浇道、浇口杯、选晶器和底板按设计方案进行组合；(4)制壳在蜡模模组表面涂挂5‑15mm厚的精密铸造模壳，然后在120‑200℃下进行蒸汽脱蜡，在600‑900℃下焙烧1‑3个小时后获得单晶定向精密铸造型壳；(5)熔炼将上述单晶定向精密铸造型壳放入定向凝固炉中，设置模壳保温温度参数：1450‑1550℃，待升温后将母合金锭重熔，在钢水温度达到1450‑1550℃时注入模壳中，浇注后静置3‑10s后进行抽拉，抽拉速度控制在3‑8mm/min，拉晶结束后，随炉冷却4‑8分钟后取出，即可获得所需的单晶试棒的毛坯；(6)制备单晶高温合金籽晶6.1从熔炼浇注的单晶试棒的毛坯，切去冒口及选晶段，留下中部圆棒，制备成直径为15mm的试棒；6.2应用劳厄法找出001方向偏离Z轴方向(Z轴方向为试棒轴向方向)的角度θ，001方向即为与Z轴方向有角度θ的方向；6.3应用籽晶切割工装固定，调整工装的横向转动装置和纵向转动装置，校正一次枝晶取向，再用线切割切取轴向平行于001取向的直径11±1mm，高25±1mm的试棒；6.4将切取后的试棒放在工装中确定二次枝晶方向，先定位基准点，把基准点与试棒圆心连线作为测量基准方向(如果检测方法为背反射劳厄法，该方向即为X射线入射方向)；应用背反射劳厄法找出100方向偏离X方向入射方向的角度Ψ，所述100方向为偏离X方向角度为Ψ的方向，再调节工装横向转动装置校准二次枝晶取向；6.5将切取的试棒沿垂直于100方向的平面距离试棒圆心4mm切割，形成籽晶定位基准，切好的籽晶表面抛光，粗糙度小于3.2μm后，进行清洗去除油污、粘附、氧化皮等，在干燥皿或在酒精溶液中存放，备用；(7)单晶高温合金籽晶的重复使用用以上方法制备的籽晶完成单晶铸件的铸造后，经晶粒、劳厄、X光检测即可。