[发明专利]一种用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法

说明书

本发明涉及高温合金熔模精密铸造技术领域，具体为一种用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法。该方法首先将带壳的单晶高温合金叶片摆放在料架上，接着把料架置于盛装碱液的釜体内，最后关闭釜体后加热加压。釜体加压压力为：0.2～1.5MPa，脱壳时间为：3～48h，釜体的加热温度在低温和高温之间循环，低温温度范围：100～140℃，保温时间1～30min，高温温度范围200～370℃，高温保温时间5～60min。冷却降温后，取出叶片进行清洗即完成脱壳。本发明全过程不会引入应力，可以避免由于清壳的外力作用所致的再结晶，使叶片的合格率大幅提高。

技术领域

本发明涉及高温合金熔模精密铸造技术领域，具体为一种用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法。

背景技术

随着航空发动机及燃气轮机技术的不断发展，对叶片的性能要求逐渐提高，单晶高温合金叶片成为发动机热端部件的首选。单晶高温合金叶片采用熔模铸造进行制造，为了充分发挥合金的性能，制造过程中需要进行热处理。但单晶高温合金叶片热处理前如采用吹砂等清壳方式将引入应力或变形，在后续热处理的过程中易导致发生再结晶报废，而且这些再结晶缺陷分布的位置随机分散，且尺寸大小各异，容易造成漏检而引发发动机安全事故。因此，单晶高温合金叶片需要尽量避免引入变形。

单晶高温合金叶片铸造的型壳主要采用以氧化铝为基体硅溶胶为粘结剂制备而成的氧化铝基型壳。除了机械的方法清除型壳，也可以采用化学的方法清除型壳。经专利文件检索，已有化学方法去除单晶叶片型壳的报道。中国发明专利：一种单晶叶片陶瓷型壳去除方法(公开号CN104325120A)公开了一种采用氢氧化钾水溶液加热至400～600℃的条件下加压去除陶瓷型壳的方法，该方法可在6～24h完成型壳去除，但由于加热的温度较高，叶片基体易与碱液发生反应，导致叶片尺寸难以控制。中国发明专利：一种航空发动机联体叶片熔模铸造后的脱壳方法(公开号CN104399889A)公开了一种采用水力清壳加上氢氟酸溶液浸泡的方法去除型壳，由于氢氟酸的特殊腐蚀性，不适合于大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，主要采用化学的方法去除单晶高温合金叶片的陶瓷型壳，避免由于机械去除等外力所引入的变形，进而达到避免单晶高温合金叶片在后续热处理过程中的再结晶缺陷。

本发明的技术方案是：

一种用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，首先将带壳的单晶高温合金叶片摆放在料架上，接着把料架置于盛装碱液的釜体内，最后关闭釜体后加热加压处理，冷却降温后取出叶片进行清洗即完成脱壳。

所述的用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，加热加压处理为：先将釜体内碱液加热至低温温度范围：100～140℃，在釜体内通入高压气体，至釜体内气体压力为：0.2～1.5MPa，再将釜体内碱液的加热温度在低温和高温之间循环，直至脱壳完成后，冷却降至室温。

所述的用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，釜体的加热温度在低温和高温之间循环时，低温温度范围：100～140℃，低温保温时间1～30min，高温温度范围200～370℃，高温保温时间1～60min。

所述的用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，高压气体为压缩空气。

所述的用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，脱壳时间为：3～48h。

所述的用于单晶高温合金叶片陶瓷型壳的去除方法，所用碱液为氢氧化钠水溶液，氢氧化钠的重量浓度为30～65％。