[發(fā)明專(zhuān)利]透屏機(jī)葉片電磁懸浮鑄造設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610087628.5
• 申請(qǐng)日: 2006-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101085464A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠炎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李忠炎
• 主分類(lèi)號(hào): B22D25/02
• 分類(lèi)號(hào): B22D25/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及到一種鑄造設(shè)備，特別是涉及到透屏機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)葉片的鑄造設(shè)備。

透屏機(jī)葉片需求量大，包括汽輪發(fā)電機(jī)葉片、飛機(jī)和軍艦的燃?xì)廨啓C(jī)葉片及風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等等。由于其工作條件十分惡劣，處于高溫、高速、高載荷環(huán)境下，故對(duì)其機(jī)械性能、冶金質(zhì)量要求也是最嚴(yán)格的。這種葉片組織結(jié)構(gòu)有鍛態(tài)的及鑄態(tài)的兩種。鍛態(tài)的葉片(以汽輪機(jī)葉片為例)，加工工序繁多，要先把不銹鋼軋成厚板，再將之機(jī)械加工成矩形塊，經(jīng)熱處理后加工成葉片，大部分不銹鋼都被加工成銑屑。鑄態(tài)的葉片(以飛機(jī)渦輪機(jī)葉片為例)，是在精密鑄造模殼中實(shí)現(xiàn)定向凝固鑄成的，是上世紀(jì)50年代美國(guó)軍方研發(fā)的，效果很好，當(dāng)時(shí)使蝸輪機(jī)工作溫度提高到1000℃以上，也提高了飛機(jī)的馬荷數(shù)，現(xiàn)在仍被世界各國(guó)采用。其性能超過(guò)鍛態(tài)的葉片，缺點(diǎn)是鋼液在高溫模殼中向冷卻介質(zhì)中下降冷卻速度太慢，稍快則難以實(shí)現(xiàn)定向凝固，例如10厘米長(zhǎng)的葉片，大約需1-2個(gè)小時(shí)才能冷卻完畢，效率很低。美國(guó)OLIN公司研究成功，用電磁成型鑄造法生產(chǎn)蝸輪機(jī)葉片，冷卻液直接噴灑在裸露的葉片上，效率提高很多，性能也提高很多。見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US4612972。

電磁成型鑄造法是前蘇聯(lián)蓋茨列夫1969年研發(fā)成功，歐美各國(guó)曾在前蘇聯(lián)購(gòu)得生產(chǎn)許可證，后經(jīng)過(guò)8年研究才應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中，我國(guó)101廠(chǎng)在前蘇聯(lián)幫助下，在1974年掌握該項(xiàng)技術(shù)。其技術(shù)要點(diǎn)是用單匝圓形電磁感應(yīng)器中的一次電流I₁，感應(yīng)在其中間的鋁合金，使其表面產(chǎn)生二次電流I₂，I₂在磁場(chǎng)作用下，使液體鋁合金垂直站立，形成鋁錠的鑄錠方法。我國(guó)也有幾個(gè)工廠(chǎng)試圖用上述電磁成型鑄造法生產(chǎn)蝸輪葉片，均未取得成功。原因在于該專(zhuān)利自申請(qǐng)日至今已歷20年，其技術(shù)已較陳舊、可行性較差。

本工作的目的是提供一種鑄造設(shè)備，用以鑄造高質(zhì)量的透屏機(jī)葉片，稱(chēng)為透屏機(jī)葉片電磁懸浮鑄造設(shè)備。本工作的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：即不僅采用一個(gè)電磁感應(yīng)器來(lái)約束液體金屬，而是在此基礎(chǔ)上增加了直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)來(lái)增強(qiáng)約束能力，從而達(dá)到液態(tài)金屬懸浮成型為蝸輪葉片的目的。直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)是一種能把電能轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換、傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(見(jiàn)《直線(xiàn)電機(jī)技術(shù)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社)。普通電動(dòng)機(jī)分為定子和轉(zhuǎn)子，與此相當(dāng)，直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)分為初級(jí)和次級(jí)。初級(jí)通電后能感應(yīng)次級(jí)，可以推動(dòng)次級(jí)作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在本工作中直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)安裝在電磁感應(yīng)器(1)之外，液態(tài)金屬作為其次級(jí)被直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)出由下而上的行波磁場(chǎng)，以及由下而上的電磁推力，減輕了液態(tài)金屬的重力，從而使電磁感應(yīng)器(1)更加有效(見(jiàn)GB2275634A，US4905756)。

本工作能取得以下積極成果：

1、鑄件凝固前后不與任何固體物質(zhì)接觸，只與空氣及水接觸，因而表面光潔度可達(dá)7。

2、省略了精密鑄造模殼，因而省去了很多原材料如骨料及粘結(jié)劑、固化劑等，省去制殼工序，打箱工序，清除廢料工序，因而減輕了繁重體力勞動(dòng)，改善了勞動(dòng)環(huán)境。

3、葉片是小截面鑄件，加之冷卻液直接噴灑在鑄件上，得到快速冷卻的效果。提高了液固界面處的溫度梯度，可得到超細(xì)柱晶組織，機(jī)械性能將得到大幅度提高(見(jiàn)《定向凝固超細(xì)柱晶組織及其形成》材料工程1991年第一期?傅恒志等)。

4、以一套永久性的電磁感應(yīng)器及直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)而能生產(chǎn)為數(shù)眾多的葉片，將大大降低成本，縮短生產(chǎn)周期。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為第一個(gè)實(shí)施例的正視圖

圖2是圖1的俯視剖面圖

圖3是第二個(gè)實(shí)施例的正視圖

圖4是第二個(gè)實(shí)施例的俯視圖

圖5是第二個(gè)實(shí)施例中扁平狀直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)的立體圖

圖中1.電磁感應(yīng)器?2.餅形鐵芯?3.軛鐵??4.澆口杯?5.電控澆道?6.電感式感傳器?7.葉片液態(tài)段?8.葉片固態(tài)段?9.引出底模?10.底板?11.葉片?12.葉片薄端?13.葉片厚端?14.餅形線(xiàn)圈?15a.鐵芯?15b.鐵芯?16.線(xiàn)圈?17.耐火材料填料?18.噴水孔