Процес на отливане на монокристални турбинни лопатки

Процесът започва със селекцията на зародишния кристал, който служи като начално място за образуване на ядра за растеж на кристала. Зародишният кристал обикновено се прави от материал с кристална структура, подобна на желания материал на турбинната лопатка, като суперсплав на базата на никел.

Прецизните керамични форми, известни също като инвестиционни форми, се произвеждат по метода на леене с восък. Формата е проектирана да поеме необходимата форма и характеристики на лопатката на турбината, както и посоката на растеж на единичен кристал. Обърнете специално внимание на ориентацията на семето във формата.

Внимателно поставете зародишния кристал във формата и инсталирайте всички необходими литникови и захранващи системи, за да улесните потока на разтопения метал по време на процеса на леене.

Висококачествени суперсплави на базата на никел, подходящи за монокристален растеж, се стопяват във вакуумна индукционна пещ или подобно оборудване. След това разтопеният метал се излива в подготвената форма при контролирани условия, осигурявайки равномерно запълване и втвърдяване.

Докато разтопеният метал се втвърдява, зародишният кристал кара монокристалната структура да расте в предварително определена посока. Този процес, наречен насочено втвърдяване, гарантира, че получените турбинни лопатки са съставени от единични кристали без граници на зърната, като по този начин се подобряват техните механични свойства и устойчивост на висока температура.

След отливането формата постепенно се охлажда, за да се предотврати топлинен стрес и да се гарантира целостта на монокристалната структура. След като металът се втвърди напълно, керамичната форма се отстранява, оставяйки зад себе си сложните монокристални лопатки на турбината.

Лятите лопатки на турбината могат да бъдат подложени на различни обработки след отливането, като топлинна обработка, повърхностна обработка и проверка на размерите, за да се получат необходимите механични свойства, качество на повърхността и точност на размерите.

По време на процеса на леене се прилагат строги мерки за контрол на качеството за наблюдение на параметри като температура, налягане и ориентация на кристалите. Техниките за безразрушителен тест също могат да се използват за проверка на целостта на монокристалната структура и откриване на всякакви недостатъци или несъвършенства.