申请/专利权人：中国科学院金属研究所

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114369874B

主分类号：C30B29/52

分类号：C30B29/52;C30B15/08;C30B15/10;C30B15/36;B22C7/02;B33Y10/00;C22C19/05;C22C30/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.05.06#实质审查的生效;2022.04.19#公开

摘要：本发明涉及单晶高温合金领域，具体为一种通过3D打印蜡模制备可控二次取向的合金试样的方法。该方法首先切割出轴向具有001、011晶体学取向的立方体籽晶，再采用3D打印技术制备不同形状的起始段蜡模，将籽晶与蜡模的定向组装成具有特定取向的蜡模组，制备陶瓷型壳，最后浇注出可精准控制二次取向的单晶高温合金试样。本发明通过3D打印蜡模与籽晶的定向组装，降低了传统手工组装蜡模带来的人工误差，优化了籽晶对单晶高温合金试样二次取向的把控。制备的高温合金试样一次及二次取向精度更高，可重复性更优，制备过程更简单高效，更加利于单晶高温合金二次取向控制产业化的实现。

主权项：1.一种通过3D打印蜡模制备可控二次取向的合金试样的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，制备特定形状的镍基单晶高温合金籽晶；在镍基单晶高温合金棒上切割出具有特定晶体学取向的立方体籽晶试块，籽晶为轴向001籽晶或轴向011籽晶，对其表面进行磨抛清洗处理；第二步，3D打印起始段蜡模；采用绘图软件绘制起始段蜡模3D模型，采用3D打印设备打印所述起始段蜡模；起始段蜡模3D模型为直径15～30mm的圆柱体，垂直于圆柱体底面距离边缘1～3mm切减去，形成一个侧平面，在圆柱体一个端面沿圆心向下切减去一个立方定向凹槽，定向凹槽底面为正方形，边长为8～15mm，深度为2～10mm，定向凹槽一边与起始段蜡模3D模型圆柱体侧平面呈特定角度；采用3D打印设备打印绘制后的起始段蜡模3D模型；第二步中，定向凹槽的两个相对侧平面与圆柱体侧平面所呈的特定角度为0°、45°、35.3°；第三步，将第一步制备的立方体籽晶与第二步制备的带有定向凹槽的起始段蜡模组装在一起；组装过程中，籽晶正方形面向上伸入定向凹槽2～10mm，籽晶表面与定向凹槽紧密插装贴合，用粘接蜡填补结合缝隙；将已经组合的籽晶与起始段蜡模，以及螺旋选晶器蜡模和蜡板依次组合在一起形成蜡模组，蜡板平面与起始段蜡模圆柱体侧平面平行组装；第四步，制备预埋定向籽晶的陶瓷型壳；将第三步组装后带有定向籽晶的蜡模组外部挂上陶瓷耐火浆料，反复撒砂、挂浆2～10次；在高温下进行脱蜡、烘干工序得到预埋定向籽晶的陶瓷型壳；第五步，将上述陶瓷型壳放入单晶炉中预热，预热温度为1300℃～1600℃；合金液的熔化温度为1400℃～1650℃，将熔化后的合金液通过浇口杯浇注到型壳中，保温0～20min，以0.1～20mmmin的速率向下拉单晶，结束后随炉冷却取出，清壳后得到精准控制轴向和二次取向的单晶板。

全文数据：

权利要求：

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