[發(fā)明專利]一種提高定向凝固試棒溫度梯度的裝置及制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110881321.7 | 申請日： | 2021-08-02 |
| 公開（公告）號： | CN113798475B | 公開（公告）日： | 2023-02-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李海松;張瓊元;王海洋;楊啊濤;郭雄;趙代銀;楊照宏;楊功顯 | 申請（專利權(quán)）人： | 東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司 |
| 主分類號： | B22D27/04 | 分類號： | B22D27/04;B22C9/04;C30B11/00;C30B29/52 |
| 代理公司： | 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214 | 代理人： | 李緒亮;古波 |
| 地址： | 618000 四川省德陽*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 提高 定向 凝固 溫度梯度 裝置 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種提高定向凝固試棒溫度梯度的裝置，包括底盤；試棒筒，其設(shè)置于底盤上，用于容納鑄件液；澆口杯，其與試棒筒連通，用于向試棒筒澆注鑄件液；電磁加熱柱，其設(shè)置于底盤上方，位于多個試棒筒之間；第一隔熱擋板，其上設(shè)置筒孔和中孔，試棒筒、電磁加熱柱分別通過筒孔和中孔；第二隔熱擋板，其具有內(nèi)孔，第二隔熱擋板設(shè)置于第一隔熱擋板外圈，使第一隔熱擋板不能通過內(nèi)孔；伸縮隔熱擋柱，其位于電磁加熱柱與試棒筒之間，兩端分別連接底盤和第一隔熱擋板。采用本發(fā)明的一種提高定向凝固試棒溫度梯度的裝置及制備方法，能夠提高定向凝固試棒溫度梯度，提高試棒的鑄造質(zhì)量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種提高定向凝固試棒溫度梯度的裝置及制備方法，屬于熔模精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
定向凝固，又稱為定向結(jié)晶，是指使金屬或合金在熔體中定向生長晶體的一種工藝方法。定向凝固技術(shù)是在鑄型中建立特定方向的溫度梯度，使熔融合金沿著熱流相反方向，按要求的結(jié)晶取向進(jìn)行凝固鑄造的工藝。它能大幅度地提高高溫合金綜合性能。
在定向凝固鑄件鑄造過程中，目前常用的是熔模精密鑄造方法。熔模精密鑄造工藝是指用蠟做成模型，在其外表包裹多層粘土、粘結(jié)劑等耐火材料，加熱使蠟熔化流出，從而得到由耐火材料形成的空殼，再將金屬熔化后灌入空殼，待金屬冷卻后將耐火材料物理清除或化學(xué)清除后得到金屬零件，這種加工金屬的工藝就叫熔模精密鑄造，也稱為熔模鑄造或失蠟鑄造。
定向凝固柱晶及單晶試棒熔模精密鑄造常見的方法有快速凝固法(HRS)、液態(tài)金屬冷卻法(LMC)和氣體冷卻法(GCC)。其中快速凝固法(HRS)是目前最為常用的一種工程化生產(chǎn)方法。快速凝固法，是通過電磁感應(yīng)將坩堝內(nèi)合金鑄錠熔化，然后澆注到在型殼加熱器中預(yù)熱好的型殼中，型殼放置在冷卻裝置(8)上，型殼以一定的速度隨抽拉機(jī)構(gòu)逐漸拉離型殼加熱器，逐漸從熱區(qū)進(jìn)入冷區(qū)，在豎直方向上形成較高的溫度梯度，這是形成金屬定向結(jié)晶組織的關(guān)鍵。國內(nèi)所用冷卻裝置(8)規(guī)格通常為Φ200mm、Φ250mm和Φ300mm，設(shè)備利用率不高，大批量生產(chǎn)時成本較高。為提高設(shè)備利用率，降低其生產(chǎn)成本，每個模組盡可能的增加試棒組裝數(shù)量或高度。但是隨著試棒數(shù)量和高度的增加，輻射陰影效應(yīng)越嚴(yán)重，即靠近加熱器的試棒的一面直接接受高溫輻射加熱，溫度高，稱為陽面；遠(yuǎn)離加熱器的試棒的一面的高溫輻射被阻擋，溫度低，稱為陰面，同一個試棒的陽面和陰面的溫度存在差異，導(dǎo)致加熱器內(nèi)不能形成一個相對均勻的溫度場。其次，隨著定向凝固的進(jìn)行，熱區(qū)的高溫型殼與冷區(qū)輻射換熱量越來越大，嚴(yán)重影響筒體位于熱區(qū)和冷區(qū)之間的溫度梯度，因此難以提高整個鑄件的溫度梯度，影響鑄件的鑄造質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種提高定向凝固試棒溫度梯度的裝置及制備方法，本發(fā)明能夠提高定向凝固試棒溫度梯度，提高試棒的鑄造質(zhì)量。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種提高定向凝固試棒溫度梯度的裝置，包括底盤；
試棒筒，其設(shè)置于底盤上，用于容納鑄件液；
澆口杯，其與試棒筒連通，用于向試棒筒澆注鑄件液；
電磁加熱柱，其設(shè)置于底盤上方，位于多個試棒筒之間；
第一隔熱擋板，其上設(shè)置筒孔和中孔，試棒筒、電磁加熱柱分別通過筒孔和中孔；
第二隔熱擋板，其具有內(nèi)孔，第二隔熱擋板設(shè)置于第一隔熱擋板外圈，使第一隔熱擋板不能通過內(nèi)孔；
伸縮隔熱擋柱，其位于電磁加熱柱與試棒筒之間，兩端分別連接底盤和第一隔熱擋板。
在本發(fā)明中，第二隔熱擋板直接鑲嵌在鑄造爐體上，位置固定不動。裝置位于鑄造爐熱區(qū)，伸縮隔熱擋柱處于最大壓縮狀態(tài)，第一隔熱擋板在伸縮隔熱擋柱回彈力的作用下，被第二隔熱擋板擋住。
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