[发明专利]采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法

权利要求书

1.一种采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于包括有下列步骤：

第一步，制备Co基单晶高温合金的籽晶；

在Co基单晶高温合金体上定向切割出具有一定晶体取向的试块，并对试块的晶面进行抛光处理和表面腐蚀处理，获得Co基单晶高温合金籽晶；

抛光处理条件：采用150#、360#、500#、1000#、2000#水磨砂纸磨光试块的晶面，然后在抛光机上进行抛光处理；

表面腐蚀处理条件：将抛光后的试块采用腐蚀剂表面处理2～10min后取出，即得Co基单晶高温合金籽晶；

第二步，制备螺旋选晶器蜡模；

将蜡料在40～120℃的温度条件下熔化后注入螺旋选晶器模具中，并在0.5～10MPa压力下压制成型，制得螺旋选晶器蜡模2；

第三步，制备零件蜡模；

将蜡料在40～120℃的温度条件下熔化后注入零件模具中，并在0.5～10MPa压力下压制成型，制得零件蜡模3；

第四步，将上述第一步中制得的Co基单晶高温合金籽晶1的晶面向上沿伸至上述第二步中制得的螺旋选晶器蜡模2中，且Co基单晶高温合金籽晶1伸入螺旋选晶器蜡模2有0.5～10mm；螺旋选晶器蜡模2的上端放置零件蜡模3；

在Co基单晶高温合金籽晶1、螺旋选晶器蜡模2和零件蜡模3的外部涂挂3～20mm厚的陶瓷耐火浆料，然后在120～500℃温度下脱蜡，在800～1700℃温度下培烧5～15h后制得带有籽晶的陶瓷模壳；

第五步，将上述第四步中制得的陶瓷模壳放入单晶炉中，调节单晶炉内温度至1300～1800℃，Co-(0～0.6)C-(20～28)Cr-(8～13)Ni-(5～10)W-(0～0.8)Mo-(0～0.5)Ti-(0～2)Al金属液通过浇注口4流入陶瓷模壳中，保温等待2～30min后；以0.1～15mm/min的速度向下移动拉晶，拉晶结束后，随炉冷却至室温后取出，即制得与Co基单晶高温合金籽晶晶体取向一致和优良凝固组织的Co基单晶高温合金材料；

所述金属液的温度为1300～1650℃。

2.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：所述Co基单晶高温合金是Co-(0～0.6)C-(20～28)Cr-(8～13)Ni-(5～10)W-(0～0.8)Mo-(0～0.5)Ti-(0～2)Al。

3.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：所述Co基单晶高温合金是Co-0.4C-24.5Cr-10Ni-7W-0.2Mo-1Al-0.2Ti单晶高温合金、Co-0.5C-25Cr-9.5Ni-8W-0.2Mo-1Al-0.2Ti单晶高温合金或者Co-0.45C-26Cr-9.5Ni-8W-0.4Mo-1Al-0.3Ti单晶高温合金。

4.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：所述晶体取向是指Co基单晶高温合金体的<001>取向、<011>取向或者<111>取向；

所述晶面是指(001)面、(011)面或者(111)面；所述(001)面即为A、B、C、D四点形成的面；(011)面即为C、D、E、F四点形成的面；(111)面即为D、E、G三点形成的面。

5.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：第二步和第三步中的所述蜡料是πBKB牌号的蜡料、OH-1牌号的蜡料、OH-2牌号的蜡料、OH-3牌号的蜡料、OH-4牌号的蜡料、P-3牌号的蜡料、B-1牌号的蜡料或者πC50-50牌号的蜡料。

6.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：所述腐蚀剂是硝酸、氢氟酸和甘油组成，且每10ml硝酸中加入10～50ml氢氟酸和40～100ml甘油；

7.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：所述腐蚀剂是由盐酸和过氧化氢组成，且每10ml盐酸中加入5～30ml过氧化氢。

8.根据权利要求1所述的采用籽晶法与螺旋选晶法组合制备Co基单晶高温合金的方法，其特征在于：制得的Co基单晶高温合金与Co基单晶高温合金籽晶的一次枝晶间距相同，且二次枝晶形貌相同。