[发明专利]一种单晶高温合金转子叶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种单晶高温合金转子叶片及其制备方法，旨在解决叶片缘板杂晶缺陷的同时，显著降低引晶条接入带来的再结晶形成风险。为此，本发明实施例一方面提供的单晶高温合金转子叶片制备方法，在组装蜡树时，在叶片蜡模上粘贴引晶条，利用引晶条将叶身的底端与叶身上部的缘板连接起来，然后经制壳、脱蜡、型壳焙烧、浇注、脱壳、热处理及切割完成叶片的制备，所述引晶条具有顺次连接的水平段和倾斜段，所述水平段与所述缘板的侧部垂直连接，且平行于所述缘板向外延伸设置，所述倾斜段的一端与所述水平段远离所述缘板的一端连接，另一端朝下向内倾斜延伸直至与所述叶身的底端连接。

技术领域

本发明属于高温合金单晶叶片制备技术领域，尤其涉及一种单晶高温合金转子叶片及其制备方法。

背景技术

单晶高温合金叶片的缘板由于比较小且非常薄，在定向凝固过程中极易生成杂晶缺陷。目前，控制单晶高温合金叶片缘板处杂晶生成的方法主要为引晶法，所谓引晶法是指在组装蜡树时，在叶片蜡模上粘贴引晶条，利用引晶条将叶片底端与叶片上部的缘板边角处连接起来，使得按照常规的单晶叶片熔模铸造方法，在定向凝固时从选晶器长出的单晶不但直接向上进入叶片的叶身，也从侧面通过引晶条进入缘板的边角处，再与叶身处的本体单晶汇合，使整个铸件长成单晶组织，尽管该方法可以有效避免缘板处杂晶的形成，但是引晶条的接入使得缘板处极易出现再结晶的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种单晶高温合金转子叶片及其制备方法，旨在解决叶片缘板杂晶缺陷的同时，显著降低引晶条接入带来的再结晶形成风险。

为此，本发明实施例一方面提供的单晶高温合金转子叶片制备方法，在组装蜡树时，在叶片蜡模上粘贴引晶条，利用引晶条将叶身的底端与叶身上部的缘板连接起来，然后经制壳、脱蜡、型壳焙烧、浇注、脱壳、热处理及切割完成叶片的制备；

所述引晶条具有顺次连接的水平段和倾斜段，所述水平段与所述缘板的侧部垂直连接，且平行于所述缘板向外延伸设置，所述倾斜段的一端与所述水平段远离所述缘板的一端连接，另一端朝下向内倾斜延伸直至与所述叶身的底端连接。

具体的，所述水平段和倾斜段的连接处设有缩颈。

具体的，所述缩颈的尺寸控制在0.5～2.0mm。

具体的，所述水平段的长度控制在2.0～8.0mm。

具体的，所述引晶条的长度/所述水平段的长度≥10。

具体的，所述引晶条的直径控制在1.0～6.0mm。

具体的，所述缘板的厚度控制在1-5mm。

为此，本发明实施例另一方面提供的单晶高温合金转子叶片，采用上述制备方法制备。

原理及优势

本发明利用引晶条将叶身的底端与叶身上部的缘板连接起来，采用引晶法解决缘板处易出现杂晶缺陷的问题，同时通过将引晶条设计为由水平段和倾斜段组成的折弯式结构，并对引晶条的接入位向角作巧妙设计，使得单晶铸造过程中，引晶条凝固冷却时产生的大部分拉力在引晶条拐角处被模壳所抵消掉，使其不会传入叶片，从而有效避免再结晶的产生。

此外，因引晶条是与缘板的侧壁垂直连接，且平行于缘板向外延伸的，因此引晶条收缩产生的拉力不易引起缘板变形，铸件的形状及尺寸有保证。特别是，当引晶条的长度/水平段的长度≥10时，此时，水平段的长度远远短于倾斜段，使得水平段的铸造线收缩总量也远远小于倾斜段，引晶条对缘板产生的铸造拉力会非常小，可显著降低再结晶形成的风险。

与现有技术相比，本发明至少一个实施例具有如下有益效果：通过对引晶条结构及接入位向角作巧妙设计，在解决叶片缘板杂晶缺陷的同时，可以显著降低引晶条接入带来的再结晶形成风险，整个引晶结构具有设计简单，加工处理方便，材料浪费少及抑制再结晶缺陷效果好的优点。

附图说明