[发明专利]基于中空/多孔结构抑制缘板杂晶的叶片铸型制备方法

摘要

本发明提供的基于中空/多孔结构抑制缘板杂晶的叶片铸型制备方法，通过在缘板位置增加中空/多孔结构，并合理设计中空/多孔结构尺寸，能够达到控制定向凝固中缘板位置的温度场，阻止局部过冷的产生，避免缘板位置杂晶缺陷的产生；缘板杂晶是单晶叶片最常见也是最主要的缺陷，缘板杂晶产生的主要原因是由于缘板边缘相比叶身位置热辐射更快，由于局部过冷形核导致杂晶产生。缘板中空/多孔结构大大降低了缘板边缘向水冷环的热辐射，从而保证了定向凝固过程中缘板位置水平温度场的均匀，能够产生高质量的单晶叶片；通过采用增材制造技术与凝胶注模工艺相结合的型芯‑型壳一体化铸型工艺，克服了传统熔模制造工艺不能对铸型结构进行按需设计和精确设计的缺点。

主权项

1.一种基于缘板中空/多孔结构抑制缘板杂晶缺陷的叶片铸型制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据叶片模型数据设计叶片铸型定向凝固的三维模型；步骤2，将步骤1中得到的三维模型导入有限元模拟软件中，进行离散化处理，得到离散化数据模型；步骤3，将步骤2中得到的离散化数据模型中的模拟用基本参数导入计算机数值模拟软件中对定向凝固过程进行模拟计算并提取测温点的温度变化曲线；步骤4，通过关键点测温实验与步骤3中得到的测温点的温度变化曲线进行对比，并校准模拟参数，并将该模拟参数作为校准后的数值模拟计算的基本参数；步骤5，根据步骤4中得到的校准后的数值模拟计算的基本参数，在叶片铸型定向凝固的三维模型上得到局部过冷区域的缘板位置，并在该位置处增加缘板中空/多孔结构，形成叶片铸型定向凝固的三维模型的二次建模；步骤6，将步骤5得到的叶片铸型定向凝固的三维模型的二次建模导入数值模拟分析系统进行计算分析，得到叶片局部过冷孤立域是否存在，若存在，则修改缘板中空/多孔结构中的中空结构或多孔结构的尺寸，直到局部过冷孤立域消失，之后得到叶片铸型定向凝固的三维模型的三次建模；步骤7，将步骤6中得到的叶片铸型定向凝固的三维模型的三次建模进行树脂模具设计并制造，得到铸型的树脂模具；步骤8，根据步骤7中得到的铸型的树脂模具完成基于缘板中空/多孔结构抑制缘板杂晶缺陷的叶片铸型的制备。