[发明专利]消除单晶空心涡轮叶片再结晶的方法

说明书

本发明公开了一种消除单晶空心涡轮叶片再结晶的方法，在叶片的外表面与所述叶片一体成型有定位凸台，所述定位凸台设置在所述叶片成型过程中用于限位的铂金丝位置，所述铂金丝用于对所述叶片的型芯限位；所述定位凸台高出所述叶片外表面第一高度；在所述叶片热处理完成后，通过抛修把所述定位凸台抛除。本发明的消除单晶空心涡轮叶片再结晶的方法，消除了单晶空心叶片制备过程中叶身上由铂金丝定位型芯导致的再结晶，提高了叶片的质量和叶片合格率。

技术领域

本发明涉及涡轮叶片制造技术领域，特别涉及一种消除单晶空心涡轮叶片再结晶的方法。

背景技术

单晶空心涡轮叶片的应用促进了发动机效率的提高，促进了航空发动机技术的进步。单晶涡轮叶片制造工艺技术是航空发动机技术发展的关键核心技术之一。涡轮叶片制造时，将镍基金属溶液浇注在陶瓷型壳中，再进行定向凝固结晶。

目前高性能航空发动机涡轮叶片均采用冷却效率较高的空心叶片，在叶片生产过程中，通过在蜡模中植入陶瓷型芯的方式来制备单晶空心叶片蜡模，然后在蜡模表面涂料及撒砂来制备型壳，再通过高温使蜡料从型壳内脱出，然后在高温下焙烧，完成型壳制备，之后把型壳放入单晶炉内进行单晶的生长。在制备过程中，若型芯没有支撑，则容易偏移及变形。因此，通常在制备蜡模的过程中，在蜡模上通过植入铂金丝的方式来固定和支撑型芯，以预防型芯在后续工序的偏移和变形。铂金丝在单晶合金叶片的生长中和液体金属接触的部分发生冶金化溶解，而铂金丝被型壳包裹的部分仍然保持着完整的形状和结构，叶片在凝固及冷却过程中，在叶身与型壳包裹的铂金丝区域产生一残余应力区，在热处理过程中，应力释放促使此残余应力区形成再结晶晶粒。

单晶合金涡轮叶片在制备过程中，在凝固和冷却阶段会产生一定的残余应力，在随后的后处理环节，由于外部应力的作用导致叶片局部变形产生残余应力，在热处理过程中，残余应力释放促使再结晶的产生，由于单晶合金没有晶界强化元素，再结晶晶粒和周围基体间结合力非常弱，导致叶片容易在再结晶处萌生失效裂纹，从而再结晶对叶片的使用带来非常大的隐患，所以，应尽量避免叶片上生成再结晶。

目前预防或降低单晶高温合金叶片再结晶发生几率及程度的方式主要有两种，一种是在固溶热处理前进行去应力退火处理，另一种为在热处理前通过腐蚀的方法去掉表面应力反应层。上述两种方式均能在一定程度上降低叶片上的残余应力，降低再结晶发生的几率，但是无法完全消除叶片表面再结晶。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种消除单晶空心涡轮叶片再结晶的方法，消除了单晶空心叶片制备过程中叶身上由铂金丝定位型芯导致的再结晶，提高了叶片的质量和叶片合格率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种消除单晶空心涡轮叶片再结晶的方法，在叶片的外表面与所述叶片一体成型有定位凸台，所述定位凸台设置在所述叶片成型过程中用于限位的铂金丝位置，所述铂金丝用于对所述叶片的型芯限位；所述定位凸台高出所述叶片外表面第一高度；在所述叶片热处理完成后，通过抛修把所述定位凸台抛除。

可选地，所述第一高度为0.1mm-1.5mm。

可选地，所述定位凸台为圆柱形台，所述定位凸台的顶面为圆形平面，所述定位凸台的顶面直径为2mm-10mm。

可选地，所述铂金丝为铂铑合金，所述铂金丝的直径为0.2mm-1.0mm。

可选地，所述定位凸台的底部与所述叶片的外表面通过倒角结构过渡连接。

可选地，在所述叶片的蜡模制备阶段，在蜡模内植入所述铂金丝来固定和支撑所述叶片的型芯。

可选地，所述叶片的蜡模压制成型后，将所述铂金丝扎入蜡模内，使所述铂金丝的一端顶着所述叶片的型芯，另一端露在蜡模外表面；在所述叶片的型壳制备过程中，形成型壳的涂料裹住外露的所述铂金丝。

可选地，所述型芯为陶瓷型芯。