Quá trình đúc lưỡi tuabin đơn tinh thể

Quá trình này bắt đầu bằng việc lựa chọn tinh thể mầm, đóng vai trò là nơi tạo mầm ban đầu cho sự phát triển của tinh thể. Tinh thể mầm thường được làm từ vật liệu có cấu trúc tinh thể tương tự như vật liệu cánh tuabin mong muốn, chẳng hạn như siêu hợp kim gốc niken.

Khuôn gốm chính xác hay còn gọi là khuôn đầu tư được sản xuất bằng phương pháp đúc sáp mất. Khuôn được thiết kế để phù hợp với hình dạng và tính năng cần thiết của lưỡi tuabin cũng như hướng phát triển của tinh thể đơn. Đặc biệt chú ý đến hướng của hạt trong khuôn.

Cẩn thận đặt tinh thể mầm vào trong khuôn và lắp đặt mọi hệ thống cổng và cấp liệu cần thiết để tạo điều kiện cho kim loại nóng chảy chảy dễ dàng trong quá trình đúc.

Các siêu hợp kim gốc niken chất lượng cao thích hợp cho sự phát triển đơn tinh thể được nấu chảy trong lò cảm ứng chân không hoặc thiết bị tương tự. Kim loại nóng chảy sau đó được đổ vào khuôn đã chuẩn bị sẵn trong các điều kiện được kiểm soát, đảm bảo làm đầy và đông đặc đều.

Khi kim loại nóng chảy đông đặc lại, tinh thể mầm làm cho cấu trúc tinh thể đơn phát triển theo hướng xác định trước. Quá trình này, được gọi là quá trình hóa rắn định hướng, đảm bảo rằng các cánh tuabin thu được được cấu tạo từ các tinh thể đơn lẻ không có ranh giới hạt, nhờ đó tăng cường các tính chất cơ học và khả năng chịu nhiệt độ cao của chúng.

Sau khi đúc, khuôn được làm nguội dần dần để tránh ứng suất nhiệt và đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc đơn tinh thể. Sau khi kim loại đã đông đặc hoàn toàn, khuôn gốm được lấy ra, để lại các cánh tuabin đơn tinh thể phức tạp.

Các cánh tuabin đúc có thể trải qua nhiều phương pháp xử lý sau đúc khác nhau như xử lý nhiệt, hoàn thiện bề mặt và kiểm tra kích thước để đạt được các tính chất cơ học, chất lượng bề mặt và độ chính xác về kích thước cần thiết.

Trong suốt quá trình đúc, các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt được thực hiện để giám sát các thông số như nhiệt độ, áp suất và hướng tinh thể. Kỹ thuật kiểm tra không phá hủy cũng có thể được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn của cấu trúc tinh thể đơn lẻ và phát hiện bất kỳ sai sót hoặc khiếm khuyết nào.