[发明专利]一种单晶导向叶片及其精密铸造方法

权利要求书

1.一种单晶导向叶片精密铸造方法,其特征在于：将定向凝固炉的激冷板设计为可倾斜，叶片蜡模与螺旋选晶器蜡模组合时，将螺旋选晶器蜡模连接在叶片蜡模下缘板的边角上，并保持两者的轴向平行，叶片蜡模的上、下缘板的对应边角通过引晶条连接，定向凝固时，将螺旋选晶器的起晶端垂直安装在激冷板上，随着激冷板在定向凝固炉的冷室内不断水平下降，螺旋选晶器内垂直长出与叶片轴向平行的单晶，当单晶生长到螺旋选晶器与叶片下缘板连接过渡段时，将激冷板以及叶片模壳缓慢调整至倾斜，再按设计速度下降，以此保证叶片缘板的顺序凝固，避免缘板边角产生杂晶和缘板表面产生疏松。

2.根据权利要求1所述的单晶导向叶片精密铸造方法,其特征在于：当叶片缘板为弧形板时，激冷板的倾斜角θ需要根据凝固界面的位置变化作动态调整，其中；

凝固界面从螺旋选晶器与叶片下缘板的连接过渡段移动至叶片上缘板下端的过程中，连续调整激冷板倾斜角θ，保持叶片下缘板切线的倾斜角α1≥30°，同时保证叶片缘板下方引晶条的倾斜角β≥30°；

凝固界面从叶片上缘板下端移动至叶片下缘板上端的过程中，继续调整激冷板倾斜角θ，保持叶片下缘板切线的倾斜角α1≥30°，同时保证叶片上缘板切线的倾斜角α2≥30°；

凝固界面从叶片下缘板上端至整个叶片凝固完成的过程中，继续调整激冷板倾斜角θ，保持叶片上缘板切线的倾斜角α2≥30°。

3.根据权利要求1所述的单晶导向叶片精密铸造方法,其特征在于：当叶片缘板为平板时，将激冷板倾斜后，保持激冷板倾斜角θ不变，继续下降叶片模壳，直至叶片铸件全部凝固；其中，激冷板的倾斜角θ取值范围控制在30-60°。

4.根据权利要求1-3任一项所述的单晶导向叶片精密铸造方法,其特征在于：将叶片蜡模与浇口杯蜡模连接组成蜡树，在蜡树中，将叶片蜡模的上、下缘板的对应边角用引晶条连接起来，对蜡树逐层涂挂耐火涂料，经干燥硬化后进行脱蜡和焙烧，得叶片模壳。

5.根据权利要求4所述的单晶导向叶片精密铸造方法,其特征在，定向凝固过程具体包括：

将叶片模壳安放在定向凝固炉的激冷板上；

将叶片模壳上升到定向凝固炉的热室，关闭炉门抽真空，通电将叶片模壳进行预热；

将热室之上坩埚里的高温合金锭进行感应熔化和过热，浇入叶片模壳的浇口杯，金属液进入模壳内腔，并经螺旋选晶器与激冷板上表面相接触，产生激冷凝固层，并向上生长；

随激冷板水平缓慢下降，叶片模壳进入冷室，金属液中的热流Q垂直进入激冷板，以【001】晶向为优先方向的晶粒则沿与热流Q相反的方向竖直向上生长，经螺旋选晶器选出单个晶粒，继续生长到螺旋选晶器与叶片缘板的连接过渡段；

通过驱动系统将激冷板和模壳缓慢调整至倾斜状态，同时调整下降速度，使凝固界面缓慢进入缘板；

继续下降叶片模壳，使单晶凝固扩展到整个叶片，此时虽然金属液的宏观凝固方向不再平行于叶片轴向，但长出的单晶晶向保持不变，即单晶叶片的轴向与单晶的【001】晶向保持平行。

6.根据权利要求4所述的单晶导向叶片精密铸造方法,其特征在：所述激冷板采用铜质水冷板。

7.一种单晶导向叶片,其特征在：采用权利要求1-6任一项所述的单晶导向叶片精密铸造方法制得。