단결정 터빈 블레이드 주조 공정

이 과정은 결정 성장을 위한 초기 핵 생성 부위 역할을 하는 종자 결정을 선택하는 것부터 시작됩니다. 시드 결정은 일반적으로 니켈 기반 초합금과 같이 원하는 터빈 블레이드 재료와 유사한 결정 구조를 갖는 재료로 만들어집니다.

인베스트먼트 몰드라고도 알려진 정밀 세라믹 몰드는 로스트 왁스 주조 방법을 사용하여 제조됩니다. 금형은 터빈 블레이드에 필요한 형상과 특성은 물론 단결정 성장 방향도 수용할 수 있도록 설계되었습니다. 금형 내 시드의 방향에 특별한 주의를 기울이십시오.

주조 공정 중 용융 금속의 흐름을 촉진하기 위해 시드 크리스탈을 금형 내에 조심스럽게 배치하고 필요한 게이팅 및 공급 시스템을 설치합니다.

단결정 성장에 적합한 고품질 니켈 기반 초합금은 진공 유도로 또는 유사한 장비에서 용해됩니다. 그런 다음 용융된 금속을 통제된 조건 하에서 준비된 금형에 부어 균일하게 충전하고 응고시킵니다.

용융된 금속이 응고되면서 종자결정은 단결정 구조를 일정한 방향으로 성장하게 한다. 방향성 응고라고 하는 이 공정을 통해 최종 터빈 블레이드가 결정 경계가 없는 단결정으로 구성되어 기계적 특성과 고온 저항이 향상됩니다.

주조 후에는 열 응력을 방지하고 단결정 구조의 무결성을 보장하기 위해 금형을 점진적으로 냉각시킵니다. 금속이 완전히 굳으면 세라믹 주형이 제거되고 복잡한 단결정 터빈 블레이드만 남습니다.

주조 터빈 블레이드는 필요한 기계적 특성, 표면 품질 및 치수 정확도를 얻기 위해 열처리, 표면 마감 및 치수 검사와 같은 다양한 주조 후 처리를 거칠 수 있습니다.

주조 공정 전반에 걸쳐 온도, 압력, 결정 방향과 같은 매개변수를 모니터링하기 위해 엄격한 품질 관리 조치가 구현됩니다. 비파괴 검사 기술을 사용하여 단결정 구조의 무결성을 확인하고 결함이나 불완전성을 감지할 수도 있습니다.