一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103143678103143678B(45)授权公告日2015.02.18(21)申请号201310110695.4(56)对比文件JPH07247802A,1995.09.26,说明书11-19(22)申请日2013.04.01段，附图1-5.(73)专利权人东方电气集团东方汽轮机有限公US3908733A,1975.09.30,说明书第司35行至第57行.地址618000四川省德阳市高新技术产业园GB2259660A,1993.03.24,全文.区金沙江西路666号JPH10156484A,1998.06.16,全文.(72)发明人马德新杨功显巩秀芳CN102166643A,2011.08.31,全文.(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所CN101934366B,2012.06.06,全文.(普通合伙)51106审查员伍世鹏代理人刘克勤段雪茵(51)Int.Cl.B22C9/02(2006.01)B22C9/04(2006.01)B22D27/04(2006.01)C30B15/00(2006.01)C30B29/52(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳(57)摘要本发明提供了一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳，在定向凝固装置中使用，所述模壳上的叶片缘板突出部位底部和水冷底盘顶部之间设置有引晶柱，该引晶柱沿晶体生长方向设置，引晶柱内部有空腔，且引晶柱的内部空腔与模壳内部空腔贯通。所述引晶柱是若干根，对应叶片缘板突出部位的截面均匀设置、相互平行。本发明采用定向柱晶引晶技术，利用定向凝固工艺生产出的高温合金叶片具有沿轴向生长的柱晶组织，由于消除了有害的横向晶界，高温性能比起普通的精密铸造方法生产出的等轴晶组织有了显著提高。浇注后引晶柱起着将缘板的热量垂直向下传出的作用，同时柱内的定向凝固过程会延续到缘板内，使缘板也形成良好的柱晶组织。CN103143678BCN1034678BCN103143678B权利要求书1/1页1.一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳，在定向凝固装置中使用，其特征在于：所述模壳上的叶片缘板突出部位底部和水冷底盘顶部之间设置有引晶柱，该引晶柱沿晶体生长方向设置，引晶柱内部有空腔，且引晶柱的内部空腔与模壳内部空腔贯通；引晶柱是柱形、块形或成束的细条形；将熔化后的高温合金熔体浇注在模壳内后，高温合金熔体由下向上定向凝固成高温合金铸体；同时，从水冷底盘开始，在引晶柱的内部腔体中从下至上定向均匀地生长晶体铸条，并延伸至叶片缘板突出部位的模壳内部，使得叶片缘板突出部位的高温合金铸件为晶向好、晶粒小且均匀的定向凝固柱状晶组织；在清理高温合金铸件时，需要将引晶柱腔形成晶体铸条切除。2.根据权利要求1所述的用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳，其特征在于：所述引晶柱是若干根，对应叶片缘板突出部位的截面均匀设置、相互平行。2CN103143678B说明书1/2页一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳技术领域[0001]本发明涉及高温合金部件的精密铸造，具体是用于高温合金柱晶叶片制造的一种优化其定向柱晶组织的模壳。背景技术[0002]如图1所示，制造定向凝固柱晶组织的高温合金叶片时，需在专用的定向凝固装置中进行。首先，将陶瓷模壳1安放在水冷底盘5上，再开启加热器将其预热到合金高温合金以上；然后，向陶瓷模壳1内浇入熔化后的高温合金熔体2，陶瓷模壳1的底部的高温合金熔体2受到水冷底盘5的激冷首先凝固。随着热量向下传出和陶瓷模壳1下降进入冷却区，陶瓷模壳1内的高温合金熔体2由下向上定向凝固，高温合金铸件3的晶粒由下向上定向生长，形成垂直走向的柱状晶组织。[0003]但是在叶片的缘板部分，由于高温合金铸件3的截面突然横向变大，热量不能垂直向下传出，定向凝固遭到破坏，因而生成粗大的外来杂晶晶粒4-1和4-2。这些缘板部分的外来杂晶晶粒4-1和4-2晶粒粗大、晶向不好，破坏了叶片垂直走向的的柱状晶组织、使其性能受到严重影响；外来杂晶晶粒4-1和4-2甚至还会斜向长入高温合金铸件3的叶片叶身部分，造成更大的影响。特别是重型燃机用的大型叶片，缘板部位的外来杂晶晶粒4-1和4-2尤其突出明显，问题更为严重。发明内容[0004]本发明的目的在于：提供一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳，能够使叶片缘板部位形成理想的柱晶组织。[0005]本发明所采用的技术方案是：[0006]一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳，在定向凝固装置中使用，所述模壳上的叶片缘板突出部位底部和水冷底盘顶部之间设置有引晶柱，该