65°C，壓力為0.5MPa,注射時間為30秒，保壓時間為30秒；取出蠟?zāi)?，垂直于蠟?zāi)１砻娣较驅(qū)K絲插入蠟?zāi)Ｖ校迦氲纳疃扰c蠟?zāi)：穸认嗟?，鉑絲插入端與陶瓷型芯完全面接觸；鉑絲的直徑為0.6mm，鉑絲露出蠟?zāi)１砻娌糠值拈L度為8mm;在鉑絲露出的端部采用液滴法制備蠟球，蠟球的球面與蠟?zāi)１砻娴淖罱嚯xh應(yīng)不小于2mm，鉑絲的露出部分的端部中心位置與蠟球中心偏差不大于1mm，蠟球的直徑為3mm;鉑絲其他露出蠟?zāi)１砻鎮(zhèn)让娌糠炙⒁粚颖∠災(zāi)?，厚?.3_;采用精密鑄造方法制備模殼，涂料采用粉(320目)與硅溶膠溶液，粉液比3.5:1 ;撒砂第一層為80目砂，第二層為60目砂，第三層為32目砂，第四-第七層為24目砂，最后封漿層采用面層涂料；粉料采用鋯英粉，撒砂材料為鋯英砂；蠟?zāi)２捎谜羝摮?，蒸汽溫度?70°C，壓力7個大氣壓，時間為60分鐘；模殼脫蠟后將模殼放入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為980°C，保溫時間為6小時，爐冷后對模殼進行清洗；單晶鑄造合金采用DD6單晶高溫合金；定向凝固抽拉速度為6mm/min;鑄造完畢后的陶瓷型芯采用NaOH的水溶液脫除，堿濃度為40%(質(zhì)量比)，溫度為180°C，壓力為0.5MPa，脫除時間20小時；葉片上殘余堿液采用鹽酸水溶液進行中和，鹽酸溶液濃度為2% ;葉片表面殘余鉑絲打磨去除。
[0017]實施例3
將陶瓷型芯放置在蠟?zāi)Ｄ＞咧校災(zāi)２捎米⑸涑尚畏绞匠尚?，注射溫度?5°C，壓力為0.3MPa,注射時間為20秒，保壓時間為10秒；取出蠟?zāi)?，垂直于蠟?zāi)１砻娣较驅(qū)K絲插入蠟?zāi)Ｖ?，插入的深度與蠟?zāi)：穸认嗟?，鉑絲插入端與陶瓷型芯完全面接觸；鉑絲的直徑為0.4mm，鉑絲露出蠟?zāi)１砻娌糠值拈L度為6mm;在鉑絲露出的端部采用液滴法制備蠟球，蠟球的球面與蠟?zāi)１砻娴淖罱嚯xh應(yīng)不小于2mm，鉑絲的露出部分的端部中心位置與蠟球中心偏差不大于1mm，蠟球的直徑為2mm ;鉑絲其他露出蠟?zāi)１砻鎮(zhèn)让娌糠炙⒁粚颖∠災(zāi)?，厚?.3mm ;采用精密鑄造方法制備模殼，涂料采用粉(320目)與硅溶膠溶液，粉液比3:1 ；撒砂第一層為80目砂，第二層為60目砂，第三層為32目砂，第四-第七層為24目砂，最后封漿層采用面層涂料；粉料采用上店粉，撒砂材料為上店砂；蠟?zāi)２捎谜羝摮?，蒸汽溫度?60°C，壓力7個大氣壓，時間為12分鐘；模殼脫蠟后將模殼放入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為900°C，保溫時間為4小時，爐冷后對模殼進行清洗；單晶鑄造合金采用CMSX-4單晶高溫合金；定向凝固抽拉速度為7mm/min;鑄造完畢后的陶瓷型芯采用KOH的水溶液脫除，堿濃度為30%(質(zhì)量比)，溫度為280°C，壓力為0.5MPa，脫除時間15小時；葉片上殘余堿液采用鹽酸水溶液進行中和，鹽酸溶液濃度為5% ;葉片表面殘余鉑絲打磨去除。
[0018]實施例4:
將陶瓷型芯放置在蠟?zāi)Ｄ＞咧校災(zāi)２捎米⑸涑尚畏绞匠尚?，注射溫度?8°C，壓力為0.4MPa,注射時間為15秒，保壓時間為20秒；取出蠟?zāi)＃怪庇谙災(zāi)１砻娣较驅(qū)K絲插入蠟?zāi)Ｖ?，插入的深度與蠟?zāi)：穸认嗟?，鉑絲插入端與陶瓷型芯完全面接觸；鉑絲的直徑為0.5mm，鉑絲露出蠟?zāi)１砻娌糠值拈L度為1mm;在鉑絲露出的端部采用液滴法制備蠟球，蠟球的球面與蠟?zāi)１砻娴淖罱嚯xh應(yīng)不小于2mm，鉑絲的露出部分的端部中心位置與蠟球中心偏差不大于1mm，蠟球的直徑為Imm;鉑絲其他露出蠟?zāi)１砻鎮(zhèn)让娌糠炙⒁粚颖∠災(zāi)?，厚?.2_;采用精密鑄造方法制備模殼，涂料采用粉(320目)與硅溶膠溶液，粉液比3.3:1 ;撒砂第一層為80目砂，第二層為60目砂，第三層為32目砂，第四-第七層為24目砂，最后封漿層采用面層涂料；粉料采用剛玉粉，撒砂材料為剛玉砂；蠟?zāi)２捎谜羝摮?，蒸汽溫度?55°C，壓力5個大氣壓，時間為30分鐘；模殼脫錯后將模殼放入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為880°C，保溫時間為5小時，爐冷后對模殼進行清洗；單晶鑄造合金可采用N5單晶高溫合金；定向凝固抽拉速度為15mm/min;鑄造完畢后的陶瓷型芯采用KOH的水溶液脫除，堿濃度為35% (質(zhì)量比)，溫度為150°C，壓力為0.4MPa，脫除時間2小時；葉片上殘余堿液采用鹽酸水溶液進行中和，鹽酸溶液濃度為10% ;葉片表面殘余鉑絲打磨去除。
[0019] 實施例5:
將陶瓷型芯放置在蠟?zāi)Ｄ＞咧校災(zāi)２捎米⑸涑尚畏绞匠尚?，注射溫度?3°C，壓力為0.5MPa,注射時間為30秒，保壓時間為30秒；取出蠟?zāi)?，垂直于蠟?zāi)１砻娣较驅(qū)K絲插入蠟?zāi)Ｖ?，插入的深度與蠟?zāi)：穸认嗟龋K絲插入端與陶瓷型芯完全面接觸；鉑絲的直徑為0.6mm，鉑絲露出蠟?zāi)１砻娌糠值拈L度為3mm;在鉑絲露出的端部采用液滴法制備蠟球，蠟球的球面與蠟?zāi)１砻娴淖罱嚯xh應(yīng)不小于2mm，鉑絲的露出部分的端部中心位置與蠟球中心偏差不大于1mm，蠟球的直徑為3mm;鉑絲其他露出蠟?zāi)１砻鎮(zhèn)让娌糠炙⒁粚颖∠災(zāi)?，厚?.2_;采用精密鑄造方法制備模殼，涂料采用粉(320目)與硅溶膠溶液，粉液比3.5:1 ;撒砂第一層為80目砂，第二層為60目砂，第三層為32目砂，第四-第七層為24目砂，最后封漿層采用面層涂料；粉料采用鋯英粉，撒砂材料為鋯英砂；蠟?zāi)２捎谜羝摮?，蒸汽溫度?70°C，壓力7個大氣壓，時間為30分鐘；模殼脫蠟后將模殼放入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為850°C，保溫時間為6小時，爐冷后對模殼進行清洗；單晶鑄造合金采用DD6單晶高溫合金；定向凝固抽拉速度為5mm/min;鑄造完畢后的陶瓷型芯采用NaOH的水溶液脫除，堿濃度為30%(質(zhì)量比)，溫度為200°C，壓力為0.5MPa，脫除時間50小時；葉片上殘余堿液采用鹽酸水溶液進行中和，鹽酸溶液濃度為8% ;葉片表面殘余鉑絲打磨去除。
【主權(quán)項】
1.一種單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:該工藝在定位鉑絲露出部分即尾端加球形蠟件，其余露出部分刷薄蠟?zāi)ぃ谥茪r該刷薄蠟?zāi)げ糠直慌c型殼材料一樣的耐火材料所包裹，脫蠟后形成端部球形空腔及鉑絲側(cè)面微空隙，該空腔及側(cè)面微空隙在真空感應(yīng)爐內(nèi)制備單晶過程中形成絕熱腔，具體為:(a)、制備含有型芯的葉片蠟?zāi)＃?b)、在蠟?zāi)１砻娌迦脬K絲對型芯定位；(C)、在鉑絲露出蠟?zāi)１砻娌糠值亩瞬亢附酉炃颍Ｓ嗟你K絲部分側(cè)面刷薄蠟?zāi)ぃ?d)、采用精密鑄造工藝制備模殼；(e)、拉制單晶葉片；(f)、脫除型芯，然后去除芯撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:該工藝的步驟如下: (a)、制備含有型芯的葉片蠟?zāi)?；將陶瓷型芯放置在蠟?zāi)Ｄ＞咧?，在型芯表面形成蠟?zāi)?2)，蠟?zāi)２捎米⑸涑尚畏绞匠尚危⑸錅囟葹?3°C _68°C，壓力為0.3-0.5MPa,注射時間為10-30秒，保壓時間為10-30秒； (b)、在蠟?zāi)１砻娌迦脬K絲對型芯定位；取蠟?zāi)?，垂直于蠟?zāi)１砻娣较驅(qū)K絲插入蠟?zāi)Ｖ?，插入的深度與蠟?zāi)：穸认嗟?，使鉑絲插入端與陶瓷型芯(I)完全面接觸； (C)、在鉑絲露出蠟?zāi)１砻娌糠值亩瞬亢附酉炃?；在鉑絲露出的端部采用液滴法制備蠟球(5);鉑絲其他露出蠟?zāi)１砻鎮(zhèn)让娌糠炙⒁粚颖∠災(zāi)ぃ? (d)、采用精密鑄造工藝制備模殼；采用精密鑄造方法制備模殼，面層涂料采用粉(320目)與硅溶膠溶液，粉液比(3.0-3.5):1 ;撒砂第一層為80目砂，第二層為60目砂，第三層為32目砂，第四-第七層為24目砂，最后封漿層采用面層涂料；粉料可采用剛玉粉、鋯英粉、石英粉或上店粉其中的一種，撒砂材料為剛玉砂、鋯英砂、石英砂、上店砂等其中的一種；然后將蠟?zāi)Ｃ摮疵撓?，采用蒸汽法脫除，蒸汽溫度?50°C -170°C，壓力3-7個大氣壓，時間為10-60分鐘； (e)、拉制單晶葉片；單晶鑄造合金可采用N5、CMSX-4、DD6等常用單晶高溫合金；定向凝固抽拉速度為3mm/min-15mm/min; (f)、脫除型芯，然后去除芯撐，鑄造完畢后的陶瓷型芯采用NaOH或KOH的水溶液脫除。
3.據(jù)權(quán)利要求2的單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:(b)步驟中鉬絲的直徑為0.3-0.6mm，鉬絲露出錯模表面部分的長度為3_10mm。
4.據(jù)權(quán)利要求2述的單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:(c)步驟中蠟球的球面與蠟?zāi)１砻娴淖罱嚯xh應(yīng)不小于2mm，鉑絲的露出部分的端部中心位置與蠟球中心偏差不大于1_，蠟球的直徑為1-3_;鉑絲其他露出蠟?zāi)１砻嫠⒈∠災(zāi)さ暮穸?.1-0.3mm。
5.據(jù)權(quán)利要求2述的單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:(d)步驟中模殼脫蠟后將模殼放入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為850-980°C，保溫時間為3-6小時，爐冷后對模殼進行清洗。
6.據(jù)權(quán)利要求2述的單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:(f)步驟中堿質(zhì)量濃度比為25-40%，溫度為120°C -280°C，壓力為0.3-0.5MPa，脫除時間2-50小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求2述的單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，其特征在于:(f)步驟進行之后葉片上殘余堿液采用鹽酸水溶液進行中和，鹽酸溶液濃度為 1-10% ;葉片表面殘余鉑絲打磨去除。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種單晶空心渦輪葉片防表面雜晶與再結(jié)晶形成的制備工藝，通過在定位鉑絲露出部分（尾端）加球形蠟件，其余露出部分刷薄蠟?zāi)ぃ谥茪r該部分被與型殼材料一樣的耐火材料所包裹，脫蠟后形成端部球形空腔及鉑絲側(cè)面微空隙，該空腔及側(cè)面微空隙在真空感應(yīng)爐內(nèi)制備單晶過程中形成絕熱腔，避免了露出鉑絲部分的熱橋效應(yīng)，從而避免了合金局部過冷的產(chǎn)生，抑制了雜晶的出現(xiàn)；另外，該空腔及鉑絲側(cè)面微空隙為鉑絲的變形提供了釋放空間，避免局部殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，進而避免了葉片后序熱處理過程中的再結(jié)晶產(chǎn)生。
【IPC分類】B22C9-04, C30B29-52
【公開號】CN104550731
【申請?zhí)枴緾N201410742333
【發(fā)明人】毛萍莉, 姜衛(wèi)國, 劉正, 王峰
【申請人】沈陽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月6日