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专利号: 2021104905807
申请人: 西安交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 加工水泥、黏土或石料
更新日期:2023-07-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,包括切割机(1)、底部装置(3)和顶部装置(4);所述底部装置(3)设置于切割机(1)的置物台(2)上,顶部装置(4)设置于底部装置(3)上端;

所述底部装置(3)包括固定支撑板(6)、角度分度盘(7)和基座(9),角度分度盘(7)位于固定支撑板(6)和基座(9)的中间,用于控制、校正一次枝晶方向Gamma角的角度;

所述顶部装置(4)包括连接板I(13)、中间角度分度盘(14)、试样夹头(15)、分度盘I(16)和分度盘II(21);中间角度分度盘(14)设在连接板I(13)的上方,用于控制、校正一次枝晶方向Delta角的角度,分度盘I(16)和分度盘II(21)设置于中间角度分度盘(14)的上方,分别用于控制、校正二次枝晶方向Alpha角及Beta角的角度,试样夹头(15)固定在分度盘I(16)内,测试时待测单晶试棒(5)安装于试样夹头(15)上能够被切割机(1)切割。

2.根据权利要求1所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,分度盘I(16)和试样夹头(15)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,单晶试棒(5)的直径为15mm,通过X射线衍射仪测单晶试棒(5)的一次枝晶和二次枝晶的角度。

4.根据权利要求1所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,试样夹头(15)为内孔径为15mm的空心圆柱体。

5.根据权利要求1所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,分度盘I(16)、分度盘II(21)和中间角度分度盘(14)均为圆柱形,且所述分度盘I(16)、分度盘II(21)和中间角度分度盘(14)的旋转角度范围为0°至360°;角度分度盘(7)的旋转角度范围为0°至180°。

6.根据权利要求1所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,所述底部装置(3)还包括定位螺栓I(8)、插槽I(10)、插槽II(11)、定位螺栓II(12)、连接板VII(23)和连接板VIII(24),插槽I(10)设置在基座(9)上,插槽II(11)设置在固定支撑板(6)上,连接板VII(23)和连接板VIII(24)通过定位螺栓I(8)和定位螺栓II(12)与基座(9)和固定支撑板(6)垂直设置。

7.根据权利要求6所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,连接板VII(23)和连接板VIII(24)组合为倒弧形,呈“〖”形状;所述插槽II(11)数量为3个,3个插槽II(11)平行设置,且插槽II(11)上窄下宽呈“凸”型。

8.根据权利要求1所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,所述顶部装置(4)还包括连接板III(18)、定位螺栓III(19)、连接板V(20)和连接板VI(22),连接板III(18)和定位螺栓III(19)位于中间角度分度盘(14)上用于固定连接板II(17),连接板V(20)和连接板VI(22)设置在连接板I(13)上紧贴中间角度分度盘(14),连接板V(20)和连接板VI(22)中间设置有分度盘II(21)。

9.根据权利要求8所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置,其特征在于,连接板I(13)、连接板III(18)、连接板II(17)和连接板V(20)呈“凹”型;所述插槽I(10)数量为3个,3个插槽I(10)水平设置。

10.采用权利要求1~9中任意一项所述的用于不同晶体取向铸造单晶高温合金的籽晶切割装置的切割方法,其特征在于,包括如下步骤,第一步,对单晶试棒(5)进行一次枝晶角度和二次枝晶角度的测定,获取一次枝晶方向Gamma角及Delta角;

第二步,将测定取向时单晶试棒(5)表面轴线标记方向记作参考方向,单晶试棒(5)一次枝晶方向与晶体学[001]方向平行,根据枝晶生长方向确定晶体取向;单晶试棒(5)轴线所在XOY平面为一次枝晶方向Delta角度的阈值范围,单晶试棒(5)轴线所在XOZ平面为一次枝晶方向Gamma角度的阈值范围;

第三步,根据第二步获取的Delta角度,将顶部装置(4)的中间角度分度盘(14)旋定对应角度进行方向校正;根据第二步获取的Gamma角度,将底部装置(3)的角度分度盘(7)旋定对应角度进行方向校正;

第四步,根据第三步完成单晶试棒(5)方向准确校正后,通过切割机(1)进行籽晶块切割,获得的籽晶块即为[001]取向的籽晶;

第五步,若需要切割[011]或者[111]方向的籽晶时,根据晶体取向的晶体学关系,[001]取向为晶胞的面对角线方向,[111]取向为晶胞的体对角线方向,则对第三步获得的校正后的标准[001]取向的单晶试棒(5)进行相应旋转,获取校正[011]方向及[111]方向,再通过切割机(1)进行籽晶块切割,获得的籽晶块即为[011]和[111]取向的籽晶。