[發明專利]一種用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置

在審

• 申請號: 202011308886.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112553682A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 王富;楊強;馬德新;徐維臺
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/52;B22D27/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，包括平行式加熱組件、平行式冷卻組件、支架(8)和隔熱擋板(14)；

其中，平行式加熱組件和平行式冷卻組件分別置于支架(8)的上部和下部，且由隔熱擋板(14)隔開實現熱區與冷區的隔離。

2.根據權利要求1所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述的平行式加熱組件包括保溫包(9)、電阻加熱器(10)、加熱器電極(11)、引電極(12)、加熱電源(13)和熱區控溫裝置(15)；

其中，電阻加熱器(10)設置于保溫包(9)內，在保溫包(9)一側設有與電阻加熱器(10)相連的加熱器電極(11)，引電極(12)設置于保溫包(9)外部且與所述加熱器電極(11)相連，引電極(12)還與外部加熱電源(13)相連；熱區控溫裝置(15)設置在保溫包(9)的另一側。

3.根據權利要求2所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述的熱區控溫裝置(15)由若干B型熱電偶、陶瓷保護套管和熱電偶固定接口組成；B型熱電偶穿過陶瓷保護套管，且通過在加熱器(10)與保溫包(9)之間的熱電偶固定接口與熱區相連，用于測量熱區的溫度場分布。

4.根據權利要求2所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述電阻加熱器(10)采用C-C復合材料制成，分為上、下兩區，其中上區最高加熱溫度為1650℃，下區最高加熱溫度為1650℃，能夠根據實際葉片大小選擇單區或者雙區加熱。

5.根據權利要求2所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述的保溫包(9)采用石墨硬氈作為保溫材料，采用不銹鋼作為保溫包支撐材料，保溫包(9)為矩形結構用于包覆加熱體。

6.根據權利要求2所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述加熱器電極(11)為石墨電極；所述引電極(12)為銅電極。

7.根據權利要求1所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述的平行式冷卻組件包括結晶器(16)、水冷銅環(17)、冷卻水管(18)和冷區控溫裝置(19)；

其中，冷卻水管(18)有兩路，結晶器(16)與其中一路冷卻水管(18)構成的冷卻回路密封相連，能夠在冷區進行上、下抽拉運動實現定向凝固冷卻；水冷銅環(17)與另一路冷卻水管(18)相連構成封閉冷卻回路，位于隔熱擋板(14)下側且固定在支架(8)上；冷區控溫裝置(19)固定在支架(8)下方，用于測量冷區的溫度場分布。

8.根據權利要求7所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述的冷區溫控裝置(19)由若干B型熱電偶、陶瓷保護套管和熱電偶固定接口組成；B型熱電偶穿過陶瓷保護套管，且通過設置在固定在支架(8)上的熱電偶固定接口與冷區相連，用于測量冷區的溫度場分布。

9.根據權利要求7所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述水冷銅環(17)為銅質材料制成的矩形冷卻環，其內環尺寸與結晶器(16)外緣尺寸保持一致。

10.根據權利要求1～9中任意一項所述的用于單晶葉片定向凝固鑄造的平行式加熱和冷卻裝置，其特征在于，所述支架(8)由不銹鋼材料制成；所述隔熱擋板(14)為矩形結構，采用石墨硬氈制成。