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专利号: 2022102114779
申请人: 湘潭大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用带孔冷却板辅助<001>取向籽晶制备单晶高温合金的方法,其特征在于,具体过程是:步骤1,制备<001>取向的籽晶:

采用劳埃法在镍基单晶高温合金试样上标出晶体<001>方向,随后定向切割出方形单晶,方形单晶轴线与晶体<001>方向平行,得到籽晶坯;对籽晶坯表面进行磨制及清洗,得到籽晶;

步骤2,制作带孔冷却板:

切割钢板,得到冷却板坯;

在该冷却板坯的中心切割出贯通的籽晶插入孔;所述籽晶插入孔的几何中心线偏离模壳零件段的轴线;所偏离的方向与角度与铸件晶体<001>方向一致;所述偏离角度为5~55度,使该冷却板坯入口与出口并不在同一垂直面上;得到带孔冷却板;

步骤3,制作带有籽晶的模壳:

所述模壳包括零件段、过渡段、籽晶和带孔冷却板;

采用石蜡分段制作蜡模;所述蜡模包含零件段蜡模、过渡段蜡模、带孔冷却板蜡模;按顺序将该零件段蜡模、过渡段蜡模、籽晶和冷却板蜡模焊接为整体,得到整体铸件蜡模;

利用得到的整体铸件蜡模,采用熔模铸造工艺制作所述带有籽晶的模壳;

所述蜡模中籽晶的轴线偏离零件段轴线;所偏离的方向与角度与铸件晶体<001>方向一致;所述偏离角度为5~55度;

步骤4,定向凝固制备所需取向的单晶高温合金铸件:

将所述带孔冷却板从步骤3制得的带籽晶的模壳的底部放入该模壳内部,完成带有籽晶的模壳组合;

将组合后的带孔冷却板与模壳放入定向凝固炉中;将定向凝固炉升温至1480℃~1550℃,使所述籽晶部分熔化,使所述籽晶部分熔化,产生长度为7mm的糊状区;保温20~30min;

将制备单晶高温合金铸件的母合金置于坩埚中加热,熔化成熔融状态,得到母合金溶液;

待所述籽晶糊状区保温结束后,将所述溶液母合金浇注到模壳中,保持定向凝固炉温度不变;熔融母合金在模壳中静置20~30min后,以1~9mm/min的速度向下抽拉,制得<001>方向偏离轴线5~55度的单晶高温合金铸件;

至此,完成采用带孔冷却板辅助<001>取向籽晶制备单晶高温合金的过程。

2.如权利要求1所述采用带孔冷却板辅助<001>取向籽晶制备单晶高温合金的方法,其特征在于,步骤1制备的籽晶的长度为20mm~50mm,籽晶边长为3×3mm~15×15mm。

3.如权利要求1所述采用带孔冷却板辅助<001>取向籽晶制备单晶高温合金的方法,其特征在于,所述冷却板的直径为50mm、厚度为5mm~10mm;所述籽晶插入孔的边长为3×3mm~15×15mm。

4.如权利要求1所述采用带孔冷却板辅助<001>取向籽晶制备单晶高温合金的方法,其特征在于,步骤3得到的模壳中:所述零件段的内径为8~40mm;所述过渡段的圆周表面为锥面,该过渡段大端端面的直径为10~50mm,小端端面的直径为6~30mm,过渡段的长度为5~

10mm。

5.如权利要求1所述采用带孔冷却板辅助<001>取向籽晶制备单晶高温合金的方法,其特征在于,所述带孔冷却板的直径为50mm、厚度为5mm~10mm。