專利名稱：一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法
技術領域：
本發明涉及一種單晶葉片的化銑處理方法，特別涉及一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法。
背景技術：
單晶葉片的制作一般包括澆注單晶葉片鑄件和熱處理過程，在熱處理之前，單晶葉片鑄件由于形變使晶粒內部存在形變儲存能，組織處于不穩定的高能狀態，在熱處理過程中，以形變儲存能為驅動力，通過熱活化過程再結晶成核，長大成新的晶粒組織，使組織由高能狀態轉變為較穩定的低能狀態；由于單晶葉片鑄件的表面應變層的存在，單晶葉片在熱處理再結晶過程中廢品率較高O 55%)，造成大量的生產浪費。

發明內容
針對現有單晶葉片在制備過程中成品率較低的問題，本發明提供一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法，通過對單晶葉片鑄件進行化銑處理，消除單晶葉片表面的應變層，減少熱處理過程中的再結晶，提高單晶葉片的成品率。本發明的方法按以下步驟進行
1、將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為5 8min;
2、將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士11的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. Olmm ；所述的化銑液為含有鹽酸、氫氟酸、 硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐的水溶液，其中鹽酸的濃度為22(T300ml/L，氫氟酸的濃度為 20(T300ml/L，硝酸的濃度為ll(Tl20ml/L，醋酸的濃度為4(T45ml/L，三氯化鐵的濃度為 30(T350g/L，鉻酐的濃度為18 21g/L ；
3、將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 9 12min ；
4、將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟。上述的脫脂液為氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉的水溶液，氫氧化鈉的濃度為l(Tl5g/ L，碳酸鈉的濃度為^ 32g/L，磷酸鈉的濃度為18 21g/L。上述的中和液為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉的水溶液，氧化鈣的濃度為l(Tl5g/L，氧化鎂的濃度為1壙20g/L，氫氧化鈉的濃度為l(Tl5g/L，碳酸鈉的濃度為4(T50g/L，磷酸鈉的濃度為3(T35g/L。上述方法中控制腐蝕深度時，先準備一個與單晶葉片鑄件用同種材質和同樣澆鑄方法制備的試樣，將試樣與單晶葉片同時置于化銑液中，采用千分尺測量試樣的腐蝕深度， 當試樣的腐蝕深度達到0. 07士0. Olmm時，完成化銑。本發明的方法處理的單晶葉片鑄件，在熱處理過程中再結晶現象發生率明顯減少，表面應變層的存在幾率減小；采用化銑處理對單晶葉片鑄件表面進行腐蝕，能夠有效預防再結晶產生，然后再熱處理得到的產品的廢品率降低至10%以下；本發明的方法操作簡單，通過降低廢品率能夠大幅節約單晶葉片的生產成本，每生產一臺葉片(81件)可降低至少100萬元的廢品損失，具有巨大的經濟效益。
具體實施例方式本發明實施例中選用的單晶葉片鑄件的材質為鎳基單晶高溫合金DD6。實施例1
將氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成脫脂液，脫脂液中氫氧化鈉的濃度為 10g/L，碳酸鈉的濃度為32g/L，磷酸鈉的濃度為18g/L ；
將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為6min;
將鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐溶于水中配制成化銑液，化銑液中鹽酸的濃度為220ml/L，氫氟酸的濃度為300ml/L，硝酸的濃度為110ml/L，醋酸的濃度為45ml/L， 三氯化鐵的濃度為300g/L，鉻酐的濃度為20g/L ；
將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士 1°C的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. Olmm ；控制腐蝕深度時，先準備一個與單晶葉片鑄件用同種材質和同樣澆鑄方法制備的試樣，將試樣與單晶葉片同時置于化銑液中，采用千分尺測量試樣的腐蝕深度，當試樣的腐蝕深度達到0. 07士0. Olmm時，完成化銑；
將氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成中和液，中和液中氧化鈣的濃度為15g/L，氧化鎂的濃度為20g/L，氫氧化鈉的濃度為15g/L，碳酸鈉的濃度為50g/ L，磷酸鈉的濃度為35g/L;
將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 IOmin ；
將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟， 獲得去除應力層的單晶葉片鑄件，將去除應力層的單晶葉片進行常規的熱處理，再結晶現象的發生幾率明顯減少，廢品率降低到10%。實施例2
將氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成脫脂液，脫脂液中氫氧化鈉的濃度為 llg/L，碳酸鈉的濃度為31g/L，磷酸鈉的濃度為19g/L ；
將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為8min;
將鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐溶于水中配制成化銑液，化銑液中鹽酸的濃度為M0ml/L，氫氟酸的濃度為^Oml/L，硝酸的濃度為115ml/L，醋酸的濃度為Mml/L， 三氯化鐵的濃度為320g/L，鉻酐的濃度為21g/L ；
將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士 1°C的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. 01mm，方法同實施例1 ；
將氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成中和液，中和液中氧化鈣的濃度為10g/L，氧化鎂的濃度為18g/L，氫氧化鈉的濃度為10g/L，碳酸鈉的濃度為40g/L，磷酸鈉的濃度為30g/L ；
將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 9min ；
將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟， 獲得去除應力層的單晶葉片鑄件，將去除應力層的單晶葉片進行常規的熱處理，再結晶現象的發生幾率明顯減少，廢品率降低到9%。實施例3
將氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成脫脂液，脫脂液中氫氧化鈉的濃度為 12g/L，碳酸鈉的濃度為30g/L，磷酸鈉的濃度為20g/L ；
將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為7min;
將鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐溶于水中配制成化銑液，化銑液中鹽酸的濃度為260ml/L，氫氟酸的濃度為250ml/L，硝酸的濃度為120ml/L，醋酸的濃度為4anl/L， 三氯化鐵的濃度為330g/L，鉻酐的濃度為20g/L ；
將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士 1°C的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. 01mm，方法同實施例1 ；
將氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成中和液，中和液中氧化鈣的濃度為12g/L，氧化鎂的濃度為19g/L，氫氧化鈉的濃度為13g/L，碳酸鈉的濃度為45g/ L，磷酸鈉的濃度為34g/L ；
將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 IOmin ；
將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟， 獲得去除應力層的單晶葉片鑄件，將去除應力層的單晶葉片進行常規的熱處理，再結晶現象的發生幾率明顯減少，廢品率降低到8%。實施例4
將氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成脫脂液，脫脂液中氫氧化鈉的濃度為 13g/L，碳酸鈉的濃度為^g/L，磷酸鈉的濃度為21g/L ；
將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為6min;
將鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐溶于水中配制成化銑液，化銑液中鹽酸的濃度為^Oml/L，氫氟酸的濃度為220ml/L，硝酸的濃度為115ml/L，醋酸的濃度為41ml/L， 三氯化鐵的濃度為340g/L，鉻酐的濃度為19g/L ；
將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士 1°C的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. 01mm，方法同實施例1 ；
將氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成中和液，中和液中氧化鈣的濃度為14g/L，氧化鎂的濃度為20g/L，氫氧化鈉的濃度為llg/L，碳酸鈉的濃度為46g/ L，磷酸鈉的濃度為33g/L ；
將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 Ilmin ；將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟， 獲得去除應力層的單晶葉片鑄件，將去除應力層的單晶葉片進行常規的熱處理，再結晶現象的發生幾率明顯減少，廢品率降低到9%。
實施例5
將氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成脫脂液，脫脂液中氫氧化鈉的濃度為 15g/L，碳酸鈉的濃度為^g/L，磷酸鈉的濃度為20g/L ；
將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為5min;
將鹽酸、氫氟酸、硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐溶于水中配制成化銑液，化銑液中鹽酸的濃度為300ml/L，氫氟酸的濃度為200ml/L，硝酸的濃度為110ml/L，醋酸的濃度為40ml/L， 三氯化鐵的濃度為350g/L，鉻酐的濃度為18g/L ；
將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士 1°C的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. 01mm，方法同實施例1 ；
將氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉溶于水中配制成中和液，中和液中氧化鈣的濃度為llg/L，氧化鎂的濃度為180g/L，氫氧化鈉的濃度為14g/L，碳酸鈉的濃度為 42g/L，磷酸鈉的濃度為31g/L ；
將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 12min ；
將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟， 獲得去除應力層的單晶葉片鑄件，將去除應力層的單晶葉片進行常規的熱處理，再結晶現象的發生幾率明顯減少，廢品率降低到10%。
權利要求
1.一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法，其特征在于按以下步驟進行(1)將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后置于溫度為50士2°C的脫脂液中進行脫脂，脫脂時間為5 8min;(2)將脫脂完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的脫脂液，然后置于溫度為30士1°C 的化銑液中進行化銑，控制腐蝕深度為0. 07士0. Olmm ；所述的化銑液為含有鹽酸、氫氟酸、 硝酸、醋酸、三氯化鐵和鉻酐的水溶液，其中鹽酸的濃度為22(T300ml/L，氫氟酸的濃度為 20(T300ml/L，硝酸的濃度為ll(Tl20ml/L，醋酸的濃度為4(T45ml/L，三氯化鐵的濃度為 30(T350g/L，鉻酐的濃度為18 21g/L ；(3)將化銑完成后的單晶葉片鑄件置于溫度為50士2°C的中和液中進行中和，中和時間為 9 12min ；(4)將中和完成后的單晶葉片鑄件水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟。
2.根據權利要求所述的一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法，其特征在于所述的脫脂液為氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉的水溶液，氫氧化鈉的濃度為l(Tl5g/L，碳酸鈉的濃度為^ 32g/L，磷酸鈉的濃度為18 21g/L。
3.根據權利要求所述的一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法，其特征在于所述的中和液為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉、碳酸鈉和磷酸鈉的水溶液，氧化鈣的濃度為l(Tl5g/L，氧化鎂的濃度為18 20g/L，氫氧化鈉的濃度為l(Tl5g/L，碳酸鈉的濃度為 40 50g/L，磷酸鈉的濃度為30 35g/L。
4.根據權利要求所述的一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法，其特征在于控制腐蝕深度時，先準備一個與單晶葉片鑄件用同種材質和同種澆鑄方法制備的試樣，將試樣與單晶葉片同時置于化銑液中，采用千分尺測量試樣的腐蝕深度，當試樣的腐蝕深度達到0. 07士0. Olmm時，完成化銑。
全文摘要
一種化銑去除單晶葉片鑄件表面應變層的方法，按以下步驟進行(1)將單晶葉片鑄件的葉片窗口用蠟封堵嚴實，然后脫脂；(2)水洗去除表面的脫脂液，然后置于化銑液中腐蝕；(3)化銑完成后置于中和液中進行中和；(4)水洗去除表面的中和液，然后去除封堵葉片窗口的蠟。本發明采用化銑處理對單晶葉片鑄件表面進行腐蝕，能夠有效預防再結晶產生，降低廢品率，方法操作簡單。
文檔編號C23F1/00GK102330087SQ201110285430
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者倪偉, 寧英, 張鴻, 王鐵軍, 賈石 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司