一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法
【專利摘要】本發明涉及一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，該方法為：首先清理精鑄件表面雜質；再將腐蝕液和精鑄件放入腐蝕槽中，同時放入已知厚度的測試試片，使精鑄件和試片均浸入腐蝕液中，并在腐蝕槽外加熱，使腐蝕液溫度在20-60℃，腐蝕90-200min后，腐蝕產物脫落；將精鑄件和試片從腐蝕槽中取出，用清水沖洗，并刷去殘留的腐蝕產物，洗凈后晾干，測量試片的厚度變化，確定鑄件的去除量；如去除量不足再重復以上步驟，直至達到所需的去除量。本發明主要適用于含Re鎳基單晶高溫合金的化銑。該化銑方法主要應用于去除鑄造工藝中在鑄件表層的局部應力集中，可有效減少后續熱處理過程中再結晶缺陷。
【專利說明】一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高溫合金【技術領域】，具體涉及一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法。【背景技術】
[0002]為了滿足航空發動機日益提高的推重比和節能環保的要求，發動機中最主要的承溫部件高溫合金從多晶發展出定向合金及單晶合金。單晶合金由于去除了高溫下弱化的晶界，性能得到大幅提高。為了獲得更優的性能，單晶高溫合金經歷了從第一代的無Re合金到第二代的含3%Re合金，發展至第三代含6%Re的合金及最新發展的第四代在高Re基礎上加入Ru的合金。Re的加入明顯增加了高溫合金的高溫性能。但在單晶制備過程中，再結晶等晶粒缺陷將導致性能的顯著降低。
[0003]通過化銑，可以大幅減少表層的殘余應力，減少再結晶的發生。經過專利文獻檢索，未發現有鎳基單晶高溫合金葉片化銑方法的相關專利技術。但專利CN101696501中提出了一種葉片精鍛化銑的方法，采用55-75/L的鹽酸、100-135/L的硝酸和400-500/L的三氯化鐵水溶液，這種腐蝕劑也可進行第一代單晶高溫合金的化銑。但不能采用該方法對含Re合金鑄件進行化銑。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，該化銑方法主要應用于去除鑄造工藝中在鑄件表層 的局部應力集中，可有效減少后續熱處理過程中再結晶缺陷。
[0005]本發明提供了一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，該方法主要步驟如下:
[0006]( I)清理精鑄件表面雜質；
[0007](2)將腐蝕液和精鑄件放入腐蝕槽中，同時放入已知厚度的測試試片，使精鑄件和試片均浸入腐蝕液中，并在腐蝕槽外用水浴或恒溫爐加熱，使腐蝕液溫度在20-60°C，腐蝕90-200min后，可見明顯的腐蝕產物脫落；
[0008](3)將精鑄件和試片從腐蝕槽中取出，用清水沖洗，并刷去殘留的腐蝕產物，洗凈后晾干，測量試片的厚度變化，確定鑄件的去除量；
[0009](4)如去除量不足再重復以上步驟(2)- (3)，直至達到所需的去除量。
[0010]本發明提供的單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，所述腐蝕液的配比為:硝酸:200-400ml、氫氟酸:150_350ml、蒸餾水:350_700ml。腐蝕溫度為20-60 °C ;腐蝕時間為90_200mino
[0011]本發明提供的單晶高溫合金精鑄件的化銑方法應用于含Re的鎳基單晶高溫合金。
[0012]本發明具有如下優點:
[0013]1、本發明具有操作簡單、易控制的特點。
[0014]2、本發明可以去除單晶高溫合金表層的殘余應力層，減少變形所致的再結晶缺陷，增加單晶高溫合金精鑄件的成品率。
[0015]3、本發明同時可以顯示單晶合金的晶粒組織。
【具體實施方式】
[0016]以下實施例將對本發明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發明。
[0017]實施例1
[0018]稱量500ml蒸餾水、220ml氫氟酸、240ml硝酸，配制腐蝕液，混合均勻。
[0019]將一組鑄態的DD5精鑄葉片和同工藝制備的單晶試片同時放入腐蝕槽內，再將腐蝕液倒入腐蝕槽中，保證腐蝕液浸沒鑄件，腐蝕槽外進行水浴加熱，并測量腐蝕液溫度在20-60°C之間。化銑時間約lOOmin。再用清水沖洗后去除表面殘渣。用千分尺測量試片的厚度共減少0.1mm，在該條件下，精鑄件表面約去除了 0.05mm厚。
[0020]實施例2
[0021]稱量600ml蒸 餾水、300ml氫氟酸、200ml硝酸，配制腐蝕液，混合均勻。
[0022]將一組熱處理的DD5精鑄件放入腐蝕槽內，再將腐蝕液倒入腐蝕槽中，使腐蝕液浸沒鑄件，腐蝕槽下用可控溫電爐進行加熱，保持腐蝕液溫度在20-60°C之間。化銑時間約150min。再用清水沖洗去除腐蝕產物。目視觀察鑄件表面腐蝕均勻。測量試片的厚度減少了 0.12mm,即鑄件的表面約去除了 0.06mm。
[0023]實施例3:
[0024]將表面經噴砂處理的一組DD32單晶高溫合金試片按實施例1進行化銑處理，再進行固溶處理，同時將沒有化銑的試片也進行固溶處理作對比。截面的組織觀察表明，未化銑的試片表面存在一層厚度約30 μ m的再結晶層，而經化銑的試片則未觀察到再結晶層。
【權利要求】
1.一種單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，其特征在于:該方法主要步驟如下: (1)清理精鑄件表面雜質； (2)將腐蝕液和精鑄件放入腐蝕槽中，同時放入已知厚度的測試試片，使精鑄件和試片均浸入腐蝕液中，并在腐蝕槽外加熱，使腐蝕液溫度在20-60°C，腐蝕90-200min后，腐蝕產物脫落； (3 )將精鑄件和試片從腐蝕槽中取出，用清水沖洗,并刷去殘留的腐蝕產物,洗凈后晾干，測量試片的厚度變化，確定鑄件的去除量； (4)如去除量不足再重復以上步驟(2)- (3)，直至達到所需的去除量。
2.按照權利要求1所述單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，其特征在于:所述腐蝕液的配比為:硝酸:200-400ml、氫氟酸:150_350ml、蒸餾水:350_700ml。
3.按照權利要求1所述單晶高溫合金精鑄件的化銑方法，其特征在于:所述腐蝕槽外加熱的方式為水浴或 恒溫爐加熱。
4.權利要求1所述單晶高溫合金精鑄件的化銑方法應用于含Re的鎳基單晶高溫合金。
【文檔編號】C23F1/28GK103451657SQ201210178794
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月1日 優先權日:2012年6月1日
【發明者】孟杰, 王亮, 李金國, 周亦胄, 金濤, 孫曉峰, 王猛, 徐福濤, 李博 申請人:中國科學院金屬研究所