本發(fā)明涉及燃機(jī)葉片鑄造領(lǐng)域，具體是一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法。
背景技術(shù)：
1、單晶、定向葉片是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的最關(guān)鍵部件之一，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)皇冠上的明珠。隨著行業(yè)發(fā)展，為滿足燃?xì)廨啓C(jī)目前使用需求，葉片結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，單晶定向高溫合金承溫能力不斷提高，從而要求高熔點(diǎn)合金元素含量不斷增加。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)和高含量的高熔點(diǎn)合金元素使得單晶定向葉片凝固缺陷控制面臨巨大的挑戰(zhàn)。
2、重型燃機(jī)大尺寸單晶、定向葉片服役于高溫、高壓的工作環(huán)境，具有較強(qiáng)的耐高溫、耐腐蝕和抗拉伸性能，能夠提高燃燒效率和減輕重量，增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和相關(guān)性能。重型燃?xì)廨啓C(jī)用單晶、定向葉片由于尺寸更大，其整體高度大于300mm，從而制造難度更大，鑄造缺陷更為嚴(yán)重。
3、重型燃?xì)廨啓C(jī)是迄今為止效率最高的熱-功轉(zhuǎn)換類發(fā)電設(shè)備，是我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略中的關(guān)鍵裝備，其研發(fā)制造水平代表了一個(gè)國(guó)家的重工業(yè)水平及制造技術(shù)的先進(jìn)程度。在高溫和復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境下工作的透平動(dòng)葉，是重型燃機(jī)的核心熱端部件。為了克服重型燃?xì)廨啓C(jī)的極端服役條件，滿足更高功率的輸出，重型燃?xì)廨啓C(jī)的透平葉片已向空心定向柱晶或單晶葉片過(guò)渡。相比于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，重型燃?xì)廨啓C(jī)的透平葉片具有尺寸更大、重量大、復(fù)雜的氣冷內(nèi)腔結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。重型燃?xì)廨啓C(jī)用大尺寸透平葉片制造工藝難度明顯增大，葉片晶粒缺陷更加難以控制。
4、現(xiàn)有技術(shù)中，重型燃機(jī)大尺寸單晶、定向葉片的鑄造過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生雀斑缺陷。單晶、定向葉片雀斑缺陷的危害主要包括以下幾個(gè)方面:
5、1.降低葉片強(qiáng)度：由于雀斑缺陷的存在，葉片表面不平整，容易造成局部應(yīng)力集中，從而降低葉片的強(qiáng)度和使用壽命；
6、2.增加葉片內(nèi)阻：雀斑缺陷的存在會(huì)增加葉片表面的粗糙度，從而增加葉片的內(nèi)阻，降低葉片的效率；
7、3.影響葉片質(zhì)量：由于雀斑缺陷的存在，葉片表面不平整，容易造成局部應(yīng)力集中，從而影響葉片的質(zhì)量和穩(wěn)定性：
8、4.增加葉片維護(hù)成本：由于雀斑缺陷的存在，葉片表面不平整，容易造成局部應(yīng)力集中，從而加速葉片的磨損和腐蝕，增加葉片的維護(hù)成本。
9、因此，單晶、定向葉片雀斑缺陷會(huì)對(duì)葉片的質(zhì)量和性能造成嚴(yán)重的影響，從而降低透平的效率和可靠性，增加透平的維護(hù)成本。在單晶、定向葉片的制造和使用過(guò)程中，需要采取有效的措施來(lái)減少雀斑缺陷的產(chǎn)生。
10、現(xiàn)有單晶、定向葉片解決雀斑問(wèn)題凝固技術(shù)的方向及其缺點(diǎn)：
11、1.優(yōu)化鑄造工藝：通過(guò)調(diào)整拉晶速度、澆注溫度等工藝參數(shù)，來(lái)優(yōu)化葉片的凝固過(guò)程，減少溫度梯度和局部熱應(yīng)力的產(chǎn)生，從而減少雀斑缺陷的形成。其缺點(diǎn)：拉晶速度、澆注溫度等工藝參數(shù)需要大量試驗(yàn)摸索，時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本耗費(fèi)大，且工藝參數(shù)的調(diào)整有可能會(huì)造成鑄造過(guò)程中產(chǎn)生其他問(wèn)題，得不償失。
12、2.控制原材料質(zhì)量：嚴(yán)格控制原材料的化學(xué)成分和雜質(zhì)含量，確保原材料的質(zhì)量穩(wěn)定，從而減少雀斑缺陷的形成。缺點(diǎn)：從原理上說(shuō)，雀斑缺陷的產(chǎn)生的本質(zhì)是al、ti、re、w等元素的成分偏析，且實(shí)際工程鑄造中所用的合金牌號(hào)是固定的，成分含量偏離非常小。故而控制原材料質(zhì)量，僅在理論上有指導(dǎo)意義。
13、3.加強(qiáng)模具設(shè)計(jì)：通過(guò)合理的模具設(shè)計(jì)，來(lái)提高模具的冷卻效果，減少葉片的溫度梯度和局部熱應(yīng)力的產(chǎn)生，從而減少雀斑缺陷的形成。缺點(diǎn)：熔模鑄造余量較小，可操作性范圍較小。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)決定了無(wú)法單純的從合理模具設(shè)計(jì)解決雀斑缺陷。
14、4.采用先進(jìn)的鑄造技術(shù)：采用如真空鑄造、電渣重熔等先進(jìn)的鑄造技術(shù)，可以提高葉片的質(zhì)量和性能，減少雀斑缺陷的形成。缺點(diǎn)：僅在理論上有指導(dǎo)意義，實(shí)際工程中無(wú)法杜絕雀斑缺陷的產(chǎn)生。
15、因此，本發(fā)明提供一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，可以有效的解決背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
3、一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其包括如下步驟：
4、s1、選取大尺寸單晶、定向葉片樣本，統(tǒng)計(jì)雀斑產(chǎn)生的數(shù)量和位置，分析總結(jié)出雀斑缺陷產(chǎn)生位置的同一性和機(jī)理規(guī)律性；
5、s2、對(duì)照葉片上雀斑缺陷產(chǎn)生的位置，在葉片蠟?zāi)５耐恢觅N蠟紙，并將蠟紙平滑過(guò)渡至葉片蠟?zāi)＃?/p>
6、s3、貼過(guò)蠟紙的葉片經(jīng)過(guò)制殼、脫蠟后進(jìn)行熔煉澆注，蠟紙位置形成補(bǔ)貼，得到葉片鑄件；
7、s4、葉片鑄件經(jīng)過(guò)晶粒腐蝕、晶粒檢測(cè)、精整打磨三道工序?qū)⑷赴咛幯a(bǔ)貼打磨清除，得到成品葉片鑄件。
8、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述步驟s1中葉片樣本從葉片同一鑄造工藝中的多批葉片鑄件中選取。
9、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述步驟s1中葉片樣本的數(shù)量為50-100個(gè)。
10、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述步驟s1中對(duì)葉片樣本中每處雀斑缺陷位置進(jìn)行剖切，采用測(cè)量工具測(cè)量每處雀斑缺陷的深度、長(zhǎng)度和寬度，確定雀斑深度、長(zhǎng)度和寬度的最大值。
11、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述測(cè)量工具包括卡尺和深度尺。
12、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述步驟s2中蠟紙的厚度、長(zhǎng)度和寬度大于對(duì)應(yīng)位置的雀斑缺陷的深度、長(zhǎng)度和寬度的最大值，且蠟紙的厚度、長(zhǎng)度和寬度增加安全裕度。
13、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述步驟s4中晶粒腐蝕、晶粒檢測(cè)、精整打磨三道工序循環(huán)重復(fù)操作，直至將補(bǔ)貼打磨清除完畢。
14、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述步驟s4中對(duì)成品葉片鑄件再次進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)是否有新的雀斑產(chǎn)生，如果有新的雀斑產(chǎn)生，重復(fù)步驟s1-s4。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)葉片樣本分析確定雀斑產(chǎn)生位置，并在葉片蠟?zāi)５娜赴呶恢觅N附蠟紙，澆注后形成補(bǔ)貼，清除補(bǔ)貼后得到葉片鑄件，通過(guò)在葉片蠟?zāi)Ｉ显黾友a(bǔ)貼余量后將其精整去除的工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大尺寸無(wú)余量單晶、定向葉片中雀斑缺陷的控制目的，制備出的大尺寸無(wú)余量單晶、定向葉片鑄件表面完整性好，葉片輪廓尺寸滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，葉片產(chǎn)品的鑄造成本由原先的20萬(wàn)/件降低為10萬(wàn)/件，提高了鑄件合格率，降低了時(shí)間及經(jīng)濟(jì)成本，建立重型燃?xì)廨啓C(jī)葉片規(guī)?；a(chǎn)工藝體系，在產(chǎn)品綜合性能及整體質(zhì)量等方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和應(yīng)用。
16、本發(fā)明能夠有效解決大尺寸單晶、定向葉片雀斑缺陷的問(wèn)題，提高葉片的質(zhì)量和性能，滿足重型燃機(jī)的批量生產(chǎn)。
1.一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述步驟s1中葉片樣本從葉片同一鑄造工藝中的多批葉片鑄件中選取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述步驟s1中葉片樣本的數(shù)量為50-100個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述步驟s1中對(duì)葉片樣本中每處雀斑缺陷位置進(jìn)行剖切，采用測(cè)量工具測(cè)量每處雀斑缺陷的深度、長(zhǎng)度和寬度，確定雀斑深度、長(zhǎng)度和寬度的最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述測(cè)量工具包括卡尺和深度尺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述步驟s2中蠟紙的厚度、長(zhǎng)度和寬度大于對(duì)應(yīng)位置的雀斑缺陷的深度、長(zhǎng)度和寬度的最大值，且蠟紙的厚度、長(zhǎng)度和寬度增加安全裕度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述步驟s4中晶粒腐蝕、晶粒檢測(cè)、精整打磨三道工序循環(huán)重復(fù)操作，直至將補(bǔ)貼打磨清除完畢。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型燃機(jī)大尺寸單晶定向葉片雀斑缺陷的處理方法，其特征在于，所述步驟s4中對(duì)成品葉片鑄件再次進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)是否有新的雀斑產(chǎn)生，如果有新的雀斑產(chǎn)生，重復(fù)步驟s1-s4。