一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法与流程

本发明属于高温合金精密铸造领域，特别提供了一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法。

背景技术：

1、陶瓷型芯在单晶空心涡轮叶片的熔模铸造过程中起到关键作用，其性能和质量直接影响铸件的生产质量和合格率。

2、随着单晶空心涡轮叶片的结构日益复杂，陶瓷型芯的结构也随之复杂化，展现出显著的结构非均一性，其厚度差异显著，存在明显的厚薄不均现象，而厚大位置强度相对较高、退让性较差，单晶空心涡轮叶片在凝固过程中，陶瓷型芯厚大结构位置和金属液之间收缩匹配性差，进而导致叶片内腔相应位置发生轻微的塑性变形，产生应力集中。在后续叶片热处理的过程中，会释放这部分应力并诱发新晶粒的形核及长大，导致叶片相应位置产生再结晶。该现象会严重影响叶片的疲劳寿命和整体性能。

3、因此，提出一种陶瓷型芯后加工技术，以防止其使用时产生叶片内腔再结晶现象。

技术实现思路

1、本发明的目的是防止单晶空心涡轮叶片内腔局部发生再结晶，而影响其性能和使用寿命。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，包括：

3、取得熔模铸造单晶空心涡轮叶片用陶瓷型芯，将陶瓷型芯的厚大位置制成中空结构，进而防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶；

4、其中将陶瓷型芯的厚大位置制成中空结构的方法，包括：

5、步骤1：在易引发再结晶的陶瓷型芯厚大位置打孔；

6、步骤2：向孔内填充填料并压实，所述填料能够在950℃以内分解/挥发；

7、步骤3：截取与开孔形状一致的陶瓷薄片，将陶瓷薄片按压在填料上，陶瓷薄片与孔边的高度平齐；其中陶瓷薄片与所述陶瓷型芯的材料组成相同；

8、步骤4：陶瓷薄片与陶瓷型芯孔边缘之间存在缝隙，采用补料对所述缝隙进行填充和封闭；其中补料与陶瓷型芯的材料组成为相同系列；

9、步骤5：开孔封闭后室温静置1h以上，再通过热处理分解所述填料，得到局部厚大位置为中空结构的陶瓷型芯。

10、优选地，步骤1中打孔的深度依据陶瓷型芯的尺寸及预判的再结晶程度确定，其中打孔的方式为机械开孔、激光开孔、水射流开孔中的一种。

11、优选地，步骤2中所述填料为石墨粉、淀粉、烃类有机物、醇类有机物中的一种；

12、优选地，步骤4中，当陶瓷型芯为硅基陶瓷型芯时，按照质量百分含量计，补料的组成包括：500目石英粉5-10％，800目石英粉20-40％，1500目石英粉20-30％，聚氨酯2-4％，硅溶胶20-40％。

13、优选地，步骤5中，所述热处理分解所述填料，包括：将陶瓷型芯埋粉装窑，升温速率5℃/min，950℃保温1h。

14、本发明提供的一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，通过对陶瓷型芯厚大位置制造中空结构从而降低了相应位置高温强度，提高了相应位置的退让性，提升了陶瓷型芯在叶片冷却凝固过程中的收缩一致性，进而防止叶片内腔再结晶。

15、具体包括如下有益效果：

16、(1)该方法加工后的陶瓷型芯填补位置表面光滑无裂纹，不会对叶片内腔表面质量产生不利影响。

17、(2)该工艺灵活性强，可针对叶片再结晶位置情况进行针对性调整。

18、(3)该工艺不需要调整陶瓷型芯原本生产工艺，只需要对陶瓷型芯进行后加工处理，操作简单、成本低，具有极高的应用价值和经济价值。

技术特征：

1.一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，其特征在于，步骤1中打孔的深度依据陶瓷型芯的尺寸及预判的再结晶程度确定，其中打孔的方式为机械开孔、激光开孔、水射流开孔中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，其特征在于，步骤2中所述填料为石墨粉、淀粉、烃类有机物、醇类有机物中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，其特征在于，步骤4中，当陶瓷型芯为硅基陶瓷型芯时，按照质量百分含量计，补料的组成包括：500目石英粉5-10％，800目石英粉20-40％，1500目石英粉20-30％，聚氨酯2-4％，硅溶胶20-40％。

5.根据权利要求1所述的一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，其特征在于，步骤5中，所述热处理分解所述填料，包括：将陶瓷型芯埋粉装窑，升温速率5℃/min，950℃保温1h。

技术总结本发明公开了一种防止单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶的方法，包括：取得熔模铸造单晶空心涡轮叶片用陶瓷型芯，将陶瓷型芯的厚大位置制成中空结构，以防单晶空心涡轮叶片内腔局部再结晶；该方法通过对陶瓷型芯进行后加工处理制造局部中空结构，从而改善该位置陶瓷型芯的退让性，进而防止叶片内腔发生局部再结晶；该方法工艺灵活性强、操作简单、成本低，具有极高的应用价值和经济价值。技术研发人员：白小龙,李建华,程涛,刘伟,段方苗,郑书亚,朱金伟,刘西河,赵宇辰,陆民刚,宋丽文受保护的技术使用者：中国联合重型燃气轮机技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2