[发明专利]用于铸造涡轮叶轮的工艺

权利要求书

1.一种用于熔模铸造涡轮叶轮的工艺，包括以下步骤：

确定将由其铸造所述涡轮叶轮的金属成分；

提供模具，其限定出型腔，呈熔融形式的金属成分将被浇注到所述型腔中以铸造所述涡轮叶轮，所述型腔被构造成限定出所述涡轮叶轮的轮毂部分，并且限定出从所述轮毂部分延伸的叶片；

提供由所述金属成分制成的晶种构件，所述晶种构件具有等轴晶粒结构；

将所述晶种构件的至少一部分设置在所述模具的型腔内，在所述型腔内的所述晶种构件的所述部分具有销状构造并且被设置在所述型腔的被构造成限定出所述涡轮叶轮的所述轮毂部分的区域的中心处；

启动加热装置以使得将所述模具和所述晶种构件预热至处于预定最小模具温度与预定最大模具温度之间的范围内的模具温度，接着是

将呈熔融形式的金属成分浇注到所述型腔中，使得熔融金属成分包围所述晶种构件的处于所述型腔内的部分；以及

其中，所述晶种构件的所述部分：（1）用作“激冷销”，其定位在所述涡轮叶轮的所述轮毂部分的中心处，并且能够经由沿着所述部分的长度的传导而吸收和散发热量，以及（2）用作冷却期间周围液体金属的小晶粒成核场所的源，使得所述晶种构件的所述部分通过与所述熔融金属成分接触而至少部分地熔化，并且使得在冷却时，围绕所述晶种构件的金属成分以通过所述晶种构件的等轴晶粒结构所析出状态的等轴晶粒结构凝固。

2.如权利要求1所述的工艺，进一步包括以下步骤：在设置步骤之前，处理所述晶种构件的外表面，以移除其上的任何氧化层和异物。

3.如权利要求2所述的工艺，其中，所述处理步骤包括电解蚀刻所述晶种构件的外表面。

4.如权利要求1所述的工艺，还包括确保浇注时的熔融金属成分处于超过最大模具温度的金属温度。

5.如权利要求1所述的工艺，其中，预热步骤包括提供炉子并将所述模具和晶种构件设置在所述炉子内，以及操作所述炉子使得所述炉子内的内部温度处于所述范围内。

6.如权利要求5所述的工艺，其中，所述预定最大模具温度被选择为低于所述金属成分的固相线温度。

7.如权利要求1所述的工艺，其中，所述金属成分选自由镍基超级合金、钢和钴合金组成的组。

8.如权利要求7所述的工艺，其中，所述金属成分被选择为镍基超级合金，其包括(按wt%)：

8-15的铬；

0-5.5的钼；

1-3的铌+钽；

5.4-6.5的铝；

0-1.25的钛；

0-0.2的碳；

0-0.1的硼；

0-0.1的锆；

0-1的硅；

0-0.1的锰；

0-5的铁；

不可避免的杂质；和

其余的镍。

9.如权利要求7所述的工艺，其中，所述金属成分被选择为钴合金，其包括(按wt%)：

25-30的铬；

0-1的钼；

2-15的钨；

0.25-3.3的碳；

0-3的铁；

0-3的镍；

0-2的硅；

0-1的锰；

不可避免的杂质；和

其余的钴。

10.如权利要求7所述的工艺，其中，所述金属成分被选择为钢，其包括(按wt%)：

0.1-1.1的碳；

0.3-1.1的锰；

0-0.04的磷；

0-0.04的硫；

0-0.35的硅；

0-0.1的氧；

0-2的镍；

0-1.1的铬；

0-0.3的钼；

不可避免的杂质；和

其余的铁。