[发明专利]使用经固溶处理的籽晶制备单晶高温合金的方法

权利要求书

1.一种使用经固溶处理的籽晶制备单晶高温合金的方法，其特征在于，镍基单晶高温合金由Cr、Mo、Al、Co、W、Re、Ta、Hf、C和Ni组成，其中：Cr为3.0～9.5％，Mo为1～4％，Al为5.6～6％，Ti为0～2％，Co为5.0～12％，W为5.5～8％，Re为0～4.1％，Ta为0～7.95％，Hf为0～0.2％，C≤0.02％，B≤0.02％，其余为Ni；

所述的百分比均为质量百分比；

具体过程是：

步骤1，固溶处理单晶预制体：

所述固溶处理单晶预制体的固溶处理的温度区间为1288℃～1330℃，该温度区间的升温速率为3.6℃/h，保温时间为3h；

步骤2，制备籽晶；

步骤3，制作预埋刚玉管于籽晶段的模壳：

所述模壳由零件段、过渡段、刚玉管和籽晶段组成，所述刚玉管安放于籽晶段；制作蜡模时，先将刚玉管放入模具中的籽晶段内，再将熔融蜡料注射到模具中获得带有刚玉管的蜡模，经精修蜡模后采用标准熔模制壳工艺获得模壳；模壳完全脱蜡后水洗模壳并烘干备用；

步骤4，制备第一个单晶高温合金样品：

所述的第一个单晶高温合金样品具有001取向偏离轴向0度；具体过程是：将籽晶装入预埋在模壳内的刚玉管中，并使籽晶与刚玉管之间有0.1mm～0.3mm的间隙；将所述模壳放置在定向凝固炉上的水冷铜板上；调节定向凝固炉保温温度为1550℃使所述籽晶部分熔化，形成糊状区；保温30min；

另取高温合金母合金，在坩埚中熔炼，获得熔融高温合金熔液；待定向凝固炉保温结束后将熔融高温合金熔液浇注到模壳内与籽晶熔化部分形成整体，静置10min；以100μm/s的速度向下抽拉，所述高温合金熔液从籽晶未熔部分开始向上凝固，获得单晶高温合金铸件；抽拉结束后，待加热炉冷却至300℃后取出带有模壳的单晶高温合金铸件；去除单晶高温合金铸件的模壳，得第一个到铸件；所述第一个铸件根据其在模壳内的位置相应的分为铸件零件段、铸件过渡段和铸件籽晶段；切取所述铸件零件段获得第一个单晶高温合金样品；

步骤5，回收可重复使用的籽晶；沿着铸件籽晶段与铸件过渡段交接处切开，并从所述铸件籽晶段上将制备单晶高温合金过程中，该铸件籽晶段与水冷铜板接触的一端切除2mm后作为重复使用的籽晶坯料；砂纸打磨所述籽晶坯料的圆柱表面，使该籽晶坯料的直径减小0.2mm；得到回收的籽晶；

步骤6，制备其余具有001取向偏离轴向0度的单晶高温合金样品：

制备第二个单晶高温合金样品：

将步骤5回收的籽晶装入预埋刚玉管的模壳内，并将装填有籽晶的模壳放入定向凝固炉上的水冷铜板上；调节定向凝固炉保温温度为1550℃使所述籽晶部分熔化，形成糊状区，随后保温60min；

另取高温合金母合金，在坩埚中熔炼，获得熔融高温合金熔液；待定向凝固炉保温结束后将熔融高温合金熔液浇注到模壳内与籽晶熔化部分形成整体，静置10min；以100μm/s的速度向下抽拉，所述高温合金熔液从籽晶未熔部分开始向上凝固，获得单晶高温合金铸件；抽拉结束后，待加热炉冷却至300℃后取出带有模壳的单晶高温合金铸件；去除单晶高温合金铸件的模壳，得到第二个铸件；

所述第二个铸件根据在其模壳内的位置相应的分为铸件零件段、铸件过渡段和铸件籽晶段；切取所述铸件的零件段获得第二个单晶高温合金样品；

制备其余单晶高温合金样品：

重复步骤5和步骤6，继续利用回收的籽晶制备其余具有001取向偏离轴向0度的单晶高温合金样品，直至得到所需具有001取向偏离轴向0度的单晶高温合金样品。

2.如权利要求1所述使用经固溶处理的籽晶制备单晶高温合金的方法，其特征在于，固溶处理单晶预制体时，将单晶预制体放入热处理炉，以10℃/min的升温速率升至1288℃，保温10min，随后以3.6℃/h将温度升至1330℃，保温3h；保温结束后关闭电源，单晶预制体随炉冷却到室温；得到经过固溶处理的单晶预制体。

3.如权利要求1所述使用经固溶处理的籽晶制备单晶高温合金的方法，其特征在于，所述籽晶是具有001取向偏离轴向0度的单晶试棒。

4.如权利要求1所述使用经固溶处理的籽晶制备单晶高温合金的方法，其特征在于，所述模壳过渡段分为等径段和变径段两部分，其中等径段的直径为5mm、长5mm；变径段长5mm、最大直径为15mm；所述等径段的一端与籽晶段连接，变径段的一端与零件段连接。