一种籽晶、籽晶制备方法及单晶铸件制备方法与流程

本申请涉及单晶合金，具体涉及一种籽晶、籽晶制备方法及单晶铸件制备方法。

背景技术：

1、随着我国对航空发动机性能要求的不断提高，叶片结构越来越复杂，单晶叶片服役性能对晶体取向的敏感性越来越强。目前，采用定向凝固熔模铸造结合籽晶是精确控制单晶叶片的主要方法。利用该方法对单晶叶片晶体取向进行精确控制时首先需要精确控制籽晶与叶片之间的相对位向关系。

2、目前工业生产中主要采用预置籽晶与模壳的方法将籽晶放入模壳。该方法是将籽晶与叶片熔模粘接在一起作为整体熔模，随后在整体熔模上制备模壳；目前主要采用手工焊接的方法将籽晶与叶片蜡模固定在一起。

3、现有的预置籽晶于模壳的单晶叶片制备方法，籽晶表面在制壳时不容易挂浆，容易导致制壳完成后籽晶段模壳性能偏离制壳要求。而且，现有的预置籽晶于模壳的单晶叶片制备方法，单晶叶片制备过程中籽晶受热膨胀可导致模壳籽晶段被涨裂，进而可导致单晶叶片制备失败。

4、因此，本领域亟需一种能够解决上述问题的籽晶、籽晶制备方法及单晶铸件制备方法，故提出本申请。

5、申请内容

6、本申请的目的在于提供一种籽晶、籽晶制备方法及单晶铸件制备方法，以解决背景技术中所述的至少一个技术问题。

7、具体的，本申请的第一方面，提供了一种籽晶，包括：

8、籽晶本体，所述籽晶本体在其长度方向上具有第一端、第二端；

9、包覆层，设置于籽晶本体外部，并使第一端、第二端中的至少一端被包覆，且所述包覆层材料与籽晶的润湿角不小于90°，且包覆层材料的融点低于籽晶材料。

10、采用上述技术方案，通过在籽晶本体一端设置包覆层，使籽晶表面在制壳时更容易挂浆，能够保证制壳完成后籽晶段模壳的优良性能。

11、优选地，所述包覆层包覆籽晶本体第一端，且未包覆籽晶本体第二端。

12、优选地，所述包覆层厚度为0.01-0.25mm。

13、优选地，所述籽晶本体距第二端3-15mm之间的部分未包裹包覆层。

14、优选地，所述包覆层材料选自石蜡或棕榈蜡。

15、本申请的第二方面，提供了一种如本申请第一方面所述籽晶的制备方法，包括步骤：

16、包裹包覆层，夹持籽晶本体，将其插入熔融包覆层材料中，使籽晶本体第一端表面包覆第一厚度的包覆层材料，保持第一时间后从包覆层材料中提出并冷却，待籽晶表面的包覆层材料完全凝固后放置备用。

17、优选地，所述第一厚度为0.01-0.25mm。

18、优选地，所述第一时间为1-10s。

19、优选地，所述籽晶本体距第二端3-15mm之间的部分未被包覆层所包覆。

20、本申请的第三方面，提供了一种单晶铸件的制备方法，包括如本申请第二方面所述的籽晶的制备方法。

21、优选地，所述单晶铸件的制备方法，在包裹包覆层步骤之前，还包括：

22、制备包覆层材料，将包覆层材料放入加热容器中，加热容器高于包覆层材料的融点，包覆层材料在加热容器内融化，随后保温备用。

23、优选地，所述单晶铸件的制备方法，在包裹包覆层步骤之前，还包括：

24、籽晶预热，将籽晶放入50-100℃的水浴中进行预热，随后保温备用。

25、优选地，所述单晶铸件的制备方法，在包裹包覆层步骤之后，还包括：

26、制备预置籽晶的熔模，将表面包裹包覆层材料的籽晶与熔模模具固定，所述熔模模具内具有用于注入蜡料的第一腔体，所述籽晶第一端深入第一腔体内第一距离，且该第一距离内均包裹有包覆层材料。

27、优选地，所述第一距离为2-5mm。

28、优选地，所述单晶铸件的制备方法，在制备预置籽晶的熔模步骤之后，还包括：

29、制备模壳，使用熔模铸造制壳工艺将熔模模具融化，并制备铸造用模壳，获得预置籽晶的模壳；

30、制备单晶铸件，使用所述预置籽晶的模壳制备单晶铸件。

31、综上所述，本申请具有以下有益效果：

32、1、本申请所提供的籽晶包覆工艺，通过在籽晶本体的一端设置包覆层，可以使籽晶表面在制壳时更好的挂浆，避免了由于制壳时挂浆不良导致模壳表面质量差，保证制壳完成后模壳籽晶段的表面特性，提高后续采用该模壳制备单晶的成功率。

33、2、本申请所提供的单晶铸件制备方法，通过制备预置籽晶的熔模，可以保证单晶叶片制备过程中籽晶受热膨胀时模壳的稳定性，也能够提高单晶叶片的制备成功率。

技术实现思路

技术特征：

1.一种籽晶，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于：所述包覆层包覆籽晶本体第一端，且未包覆籽晶本体第二端。

3.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于：所述包覆层厚度为0.01-0.25mm。

4.根据权利要求1所述的籽晶，其特征在于：所述籽晶本体距第二端3-15mm之间的部分未包裹包覆层。

5.一种如权利要求1-4任一项所述籽晶的制备方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的籽晶的制备方法，其特征在于：所述第一厚度为0.01-0.25mm。

7.根据权利要求5所述的籽晶的制备方法，其特征在于：所述第一时间为1-10s。

8.根据权利要求5所述的籽晶的制备方法，其特征在于：所述籽晶本体距第二端3-15mm之间的部分未被包覆层所包覆。

9.一种单晶铸件的制备方法，包括权利要求5-8任一种所述的籽晶的制备方法。

10.根据权利要求9所述的单晶铸件的制备方法，其特征在于：所述单晶铸件的制备方法，在包裹包覆层步骤之后，还包括：

技术总结
本申请涉及单晶合金技术领域，具体涉及一种籽晶、籽晶制备方法及单晶铸件制备方法。具体的，本申请提供了一种籽晶，包括：籽晶本体，所述籽晶本体在其长度方向上具有第一端、第二端；包覆层，设置于籽晶本体外部，并使第一端、第二端中的至少一端被包覆，且所述包覆层材料与籽晶的润湿角不小于90°，且包覆层材料的融点低于籽晶材料。采用上述技术方案，通过在籽晶本体一端设置包覆层，使籽晶表面在制壳时更容易挂浆，能够保证制壳完成后籽晶段模壳的优良性能。

技术研发人员：胡立杰,郭媛媛,张剑,谭俊龙,张迈,张轩宁,郑乔,骆宇时
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6