[发明专利]一种陶瓷型芯蠕变变形量的检测方法

说明书

本发明的目的在于提供一种陶瓷型芯蠕变变形量的测试方法，其特征在于：采用耐高温丝绑定在陶瓷型芯定位两端的中心位置，使型芯长度方向与重力方向一致，沿重力方向将陶瓷型芯悬挂在高温炉中；进行升温，待达到设定蠕变温度时进行保温；保温一段时间后，随炉冷却；测量陶瓷型芯的整体型面数据；依据理论设计提供的对应陶瓷型面数据，将陶瓷型芯相应测试点蠕变后数据与理论设计数据进行拟合分析，计算出蠕变后型面法向偏差量，即得到整体三维陶瓷型芯高温蠕变量。利用本发明所述方法检测得到的陶瓷型芯蠕变变形情况可以设定合理的自由端范围，明显提高了叶片的尺寸合格率，满足工业生产的需要。

技术领域

本发明属于高温合金技术领域，特别涉及定向或单晶空心涡轮叶片用陶瓷型芯蠕变性能测试方法。

背景技术

随着现代航空技术的发展，对叶片的承温能力的要求也越来越高。为了使涡轮部件适应不断提高的使用温度，必须采用定向或单晶空心叶片。一般，空心叶片的空腔采用陶瓷型芯来形成。定向凝固过程中，陶瓷型芯需在高温环境下有较高的强度、较好的抗蠕变能力及良好的化学稳定性；同时陶瓷型芯在叶片铸造后还必须能采用化学方法较容易脱除。目前，常用的陶瓷型芯有两大类，二氧化硅基陶瓷型芯和氧化铝基陶瓷型芯。氧化铝基陶瓷型芯高温性能好，使用温度高但脱除困难，限制了其实际的应用。二氧化硅基陶瓷型芯容易脱除，应用广泛，但是存在高温蠕变较差的问题。生产中发现，即使长板状测试样品蠕变性能较好的硅基陶瓷型芯在实际使用过程中仍然有相当比例的陶瓷型芯存在偏芯、漏芯的问题，导致一定数量废品的产生。因此，传统的长板状样品的测试结果并不能精准反映出型芯的高温蠕变特性，特别是不能代表型芯三维蠕变情况，无法为叶片制备过程中型芯定位工艺或自由端设计提供精确指导。如何准确测量整体硅基陶瓷型芯的高温蠕变量并设置合理的自由端数值是目前工业生产中急需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种陶瓷型芯蠕变变形量的测试方法，用于指导空心叶片的制备工艺设计，满足工业生产的需要。

本发明技术方案如下：

一种陶瓷型芯蠕变变形量的检测方法，其特征在于：采用耐高温丝绑定在陶瓷型芯定位两端的中心位置，使型芯长度方向与重力方向一致，沿重力方向将陶瓷型芯悬挂在高温炉中；进行升温，待达到设定蠕变温度时进行保温；保温一段时间后，随炉冷却；测量陶瓷型芯的整体型面数据；依据理论设计提供的对应陶瓷型面数据，将陶瓷型芯相应测试点蠕变后数据与理论设计数据进行拟合分析，计算出陶瓷型芯蠕变后型面法向偏差量，即得到整体三维陶瓷型芯高温蠕变量。

所述中心位置为与型芯两端距离相等的位置，采用耐高温丝绑定在该处，利用耐高温丝将陶瓷型芯挂在高温炉中，使其在蠕变过程中为自由状态。

本发明中，高温炉的升温速度为5-10℃/分钟，蠕变测试温度范围为1500-1600℃，保温时间为1-5小时，然后断电随炉冷却。

本发明中，蠕变后的陶瓷型芯采用三坐标或光扫描方法测量陶瓷型芯三维曲面数据，并给出与标准陶瓷型芯的偏差值；根据偏差值便可得到陶瓷型芯具体点的蠕变量。

本发明中，所述陶瓷型芯为二氧化硅基陶瓷型芯。

本发明中，陶瓷型芯长度为40-300mm，宽度为15-100mm。

本发明中，所述陶瓷型芯用于制备空心定向凝固叶片或空心单晶叶片。

本发明中，所述陶瓷型芯蠕变变形量的检测方法具体步骤如下：

1)、采用铂丝绑定在陶瓷型芯定位两端的中心位置；

2)、沿重力方向将陶瓷型芯悬挂在高温炉中；

3)、高温炉升温到1500-1600℃进行保温，保温时间为1-5小时，高温炉的升温速度为5-10℃/分钟；

4)、蠕变温度实验结束后，随炉降温；