[实用新型]C型圆柱体选晶器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温合金单晶的制备技术，尤其涉及一种C型圆柱体选晶器。

背景技术

航空发动机是航空航天产业最为重要的部件，被称为工业中的皇冠，发动机中的叶片则是发动机中的心脏，其制造成本约占整机的25%至30%，而叶片制造的关键技术在于单晶凝固生长过程，而选晶器的好坏决定了单晶叶片的材料取向性能，一直以来是国内叶片制造技术的瓶颈之一。它是决定叶片性能的最重要的环节，被誉为航空器的“皇冠上的钻石”。

目前选晶器的设计主要依靠经验，对于选晶器的高度，直径大小，以及螺旋升角缺乏合理的科学的理论支持和数据模拟支撑；选晶阶段与缺陷形成并没有标准依据，螺旋选晶器的选晶机制，选晶法制备单晶过程中晶体取向控制以及定向凝固过程中凝固参数对单晶高温合金凝固组织、杂晶和缩松缺陷的影响都有待深入研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种C型圆柱体选晶器，可以较好的实现高温合金单晶的制备，并且提供了合理的尺寸数据。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的: 一种C型圆柱体选晶器，包括依次连接相通的起晶段和选晶段，所述选晶段的中间部位呈C形，所述选晶段的下端与起晶段的连接端呈圆弧状，所述起晶段呈圆柱体容腔状。

通过采用上述技术方案，采用本C型圆柱体选晶器在进行单晶凝固生长的过程中，呈C形状的选晶段也可以同样对晶粒生长产生几何约束，使得晶粒在生长的过程中在C形状的选晶段内部通道内通过择优生长法竞争生长，最后只有一个晶粒长出选晶段顶部并长满整个型腔，从而得到单晶体；并且，本C型圆柱体选晶器相对于现有技术中的螺旋选晶器，由于其为平面二维图形，且拐角设计较少，所以其结构更为简单，模具制造加工方便，与此同时，由于选晶段的下端与起晶段的连接端呈圆弧状，晶粒在生长并逐渐进入C形状的选晶段的过程中会与圆弧状的拐角发生碰撞以进行择优生长并且不会由于拐角的突变而形成杂晶。

本实用新型进一步设置为：所述选晶段直径为3.2mm。

通过采用上述技术方案，选晶段直径越小，选晶效率越高，然而，具有较小直径的选晶段的强度不够，所以本C型圆柱体选晶器的选晶段直径为3.2mm，既可以保证选晶效率，又可以保证选晶段的强度，保证晶粒的顺利成型。

本实用新型进一步设置为：所述选晶段高度为16.4mm。

通过采用上述技术方案，选晶段高度越低，选晶段效率越高，然后，当选晶段高度过低时，将不能保证晶粒在选晶段内完全成型，所以本C型圆柱体选晶器的选晶段高度为16.4mm，既可以保证选晶效率，又可以保证晶粒在选晶段内的完全顺利成型。

本实用新型进一步设置为：所述选晶段的底端通过第一直线段与起晶段连接，所述第一直线段高度为4mm，所述选晶段的下端与第一直线段的上端相连，并且连接端呈圆弧状。

通过采用上述技术方案，本设计的选晶器第一直线段是直线约束，是为了方便沾浆做模壳的工作，4mm的直线约束距离既可以方便沾浆做膜壳，也节省了材料。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、本C型圆柱体选晶器结构简单，模具制造方便，且可以较好的实现单晶体的制备；

2、晶粒在本C型圆柱体选晶器的选晶段中成长的过程中可以减小发生杂晶的几率；

3、本C型圆柱体选晶器中的选晶段采用合适尺寸的直径，既可以保证选晶效率，又可以保证选晶段的强度，保证晶粒的顺利成型；

4、本C型圆柱体选晶器中的选晶段采用合适尺寸的高度，既可以保证选晶效率，又可以保证晶粒在选晶段内的完全顺利成型；

5、本C型圆柱体选晶器中加入了第一直线段，可以方便沾浆做模壳的工作；

6、本C型圆柱体选晶器中的C形通道路线较长且均匀，可以供晶粒更好的生长。

附图说明

图1是本C型圆柱体选晶器的正视图；

图2图1中A-A的剖视图；

图3是本C型圆柱体选晶器的侧视图；

图4是图1中本C型圆柱体选晶器中的仰视图，也是起晶段尺寸示意图；

图5是图1中本C型圆柱体选晶器中的俯视图。

图中：1、起晶段；2、选晶段；3、过渡段；4、第一直线段。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。