فرآیند ریخته گری تیغه توربین تک کریستال

این فرآیند با انتخاب کریستال بذر آغاز می شود که به عنوان محل هسته اولیه برای رشد کریستال عمل می کند. کریستال بذر معمولاً از ماده ای با ساختار کریستالی مشابه با مواد تیغه توربین مورد نظر، مانند سوپر آلیاژ مبتنی بر نیکل ساخته می شود.

قالب های سرامیکی دقیق که به عنوان قالب های سرمایه گذاری نیز شناخته می شوند، با استفاده از روش ریخته گری موم گم شده تولید می شوند. این قالب به گونه ای طراحی شده است که شکل و ویژگی های مورد نیاز تیغه توربین و همچنین جهت رشد تک کریستال را در خود جای دهد. به جهت گیری بذر در داخل قالب توجه ویژه ای داشته باشید.

کریستال بذر را با احتیاط داخل قالب قرار دهید و سیستم های دریچه و تغذیه لازم را برای تسهیل جریان فلز مذاب در طول فرآیند ریخته گری نصب کنید.

سوپرآلیاژهای پایه نیکل با کیفیت بالا و مناسب برای رشد تک کریستال در کوره القایی خلاء یا تجهیزات مشابه ذوب می شوند. سپس فلز مذاب تحت شرایط کنترل شده در قالب آماده شده ریخته می شود و از پر شدن و انجماد یکنواخت اطمینان حاصل می کند.

همانطور که فلز مذاب جامد می شود، کریستال دانه باعث می شود که ساختار تک بلوری در یک جهت از پیش تعیین شده رشد کند. این فرآیند که انجماد جهت دار نامیده می شود، تضمین می کند که پره های توربین حاصل از تک بلورهای بدون مرز دانه تشکیل شده اند و در نتیجه خواص مکانیکی و مقاومت در برابر دمای بالا را افزایش می دهند.

پس از ریخته گری، قالب به تدریج خنک می شود تا از تنش حرارتی جلوگیری شود و از یکپارچگی ساختار تک بلوری اطمینان حاصل شود. هنگامی که فلز به طور کامل جامد شد، قالب سرامیکی برداشته می شود و پره های پیچیده توربین تک کریستالی را پشت سر می گذارد.

پره های توربین ریخته گری ممکن است تحت عملیات های مختلف پس از ریخته گری مانند عملیات حرارتی، تکمیل سطح و بازرسی ابعادی قرار گیرند تا خواص مکانیکی مورد نیاز، کیفیت سطح و دقت ابعادی را به دست آورند.

در طول فرآیند ریخته گری، اقدامات کنترل کیفیت دقیق برای نظارت بر پارامترهایی مانند دما، فشار و جهت کریستال اجرا می شود. همچنین می‌توان از تکنیک‌های آزمایش غیرمخرب برای تأیید یکپارچگی ساختار تک کریستالی و تشخیص هرگونه نقص یا نقص استفاده کرد.