Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией

 

Использование: отливка лопаток газовых турбин из жаропрочных сплавов. Сущность: устройство содержит емкость 4 для жидкого охладителя, литейную оболочковую форму 1, установленную на подставке 7 с приводом вертикального перемещения,8, размещенной внутри емкости для жидкого охладителя, и колпачковую печь с графитовым нагревателем 11 в виде перевернутого стакана и наружной герметичной теплоизоляцией 10. Емкость может быть выполнена с внутренней коаксиальной стенкам перегородкой 6, образующей полость для размещения подставки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 22 Э 27/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цц2.7 (21) 4779778/02 (22) 08.01.90 (46) 23.10.92. Бюл. ¹ 39 (71) Рыбинский авиационный технологический институт (72) П.В.Лебедев (56) Строганов Г.Б, и др, Высокоскоростная направленная кристаллизация жаропрочных сплавов. Литейное производство, 1983, 12, с.20 — 22.

Авторское свидетельство СССР

N 1383607, кл, В 22 Э 27/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОТЛИВОК С НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ. Ы 1770068 А1 (57) Использование: отливка лопаток газовых турбин из жаропрочных сплавов.

Сущность: устройство содержит емкость

4 для жидкого охладителя, литейную оболочковую форму 1, установленную на подставке 7 с приводом вертикального перемещения,8, размещенной внутри емкости для жидкого охладителя, и колпачковую печь с графитовым нагревателем

11 в виде перевернутого стакана и наружной герметичной теплоизоляцией

10. Емкость может быть выполнена с внутренней коаксиальной стенкам перегородкой 6, образующей полость для размещения подставки.

1770068

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления рабочих лопаток газовых турбин, постоянных магнитов и других изделий с ориентированной столбчатой, монокристаллитной и композиционной структурой.

Известно устройство, содержащее литейную форму, нагревательную муфельную печь, ванну с жидкометаллическим охладителем и молибденовый захват для транспортировки формы (1). Недостатки его— невозможность получения отливок с направленной кристаллизацией из сплавов с температурой плавления более 1500 С; невозможность создания температурных градиентов более 150-200 К/см, необходимых для получения регулярной композиционной структуры в отливках из сплавов неэвтектического состава, Наиболее близким является устройство, содержащее литейную оболочковую форму, установленную на подставке с приводом вертикального перемещения и емкость с жидким охладителем (2), Недостатки этого устройства: — невозможность получения отливок с направленной кристаллизацией из сплавов с температурным градиентом выше 15

К/см; — сложность технологического оборудования; — постоянный контакт штока привода вертикального перемещения с охлаждающей средой; — сложность обеспечения качественного уплотнения между штоком и направляющим отверстием в дне охладительной sGHHbl для предотвращения утечки охладителя.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства, повышение качества отливок и увеличение надежности механизма перемещения. Использование изобретения позволит без применения вакуумного оборудования получать ответственные с высоким качеством отливки из высокотемпературных сплавов с направленной кристаллизацией, проводить безокислительный нагрев при ковке, термообработке, спекании керамики и т,д. Возмо>кность получения градиента 150„,200

К/см обеспечивает графитовый муфель колпаковой печи, нагреваемый до температуры

2000 К и устройства ванны, при котором исключены разрушения штока и прорыв охлаждающей жидкости, Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено герметичной колпачковой печью с графитовым нагревателем, а емкость выполнена с сквозной коаксиаль5

55 ной полостью, в которой расположен механизм вертикального перемещения.

На фиг. 1 изображено положение устройства перед вводом формы в нагреватель (или после опускания из него в расплав-охладитель); на фиг. 2 — положение устройства при нагреве формы, расплавлении заготовки и заливке.

Устройство содержит керамическую оболочковую форму 1, полученную по выплавляемым моделям, имеющую чашу для мерной заготовки 2, мембрану 3 для удержания расплава в чаше до необходимого перегрева и рабочие полости 4, расположенные по кругу на кольцевом коллекторе. В центре емкости 5 с расплавом-охладителем выполнена сквозная коаксиальная полость 6, внутри которой распложен механизм вертикального перемещения, Механизм имеет керамический шток 7, изготовленный из глинозема методом твердофазного спекания и обладающий большой жаростойкостью и > .аропрочностью и перемещаемый вертикал.-ío с помощью стержня 8,,соединенного с механизмом подъема-опускания.

Емкость 5 установлена на подставке 9, которая имеет возможность перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях для совмещения с герметичной колпаковой печью, состоящей из корпуса 10, графитового муфеля 11 и индуктора 12, Устройство работает следующим образом. Форму 1 с мерной заготовкой 2 устанавливают на керамический шток 7, который с помощью заплечиксв удерживается в полости 6. При этом подставка 9 с охладительной ванной 5 находится в стороне от нагревателя. Рабочие полости формы

4 (по необходимости) устанавливаются B расплав под действием мерной заготовки 2.

Затем подставку 9 перемещают в горизонтальном направлении под колпачковую печь

10, совмещая полость 6 со стержнем 8 (фиг, 1). После этого при помощи стержня 8 и штока 7 форму 1 поднимают в полость муфеля 11, нагреваемого индук ором 12 до температуры, превышающей ликвидус сплава (фиг. 2), После расплавления мерной заготовки 2 и прорыва мембраны 3 расплав заполняет с перегревом рабочую полость формы 4, имеющую температуру, искл ючающую самопроизвольное зародышеобразование, Емкость 5 к этому моменту поднимают на подставке 9 в положение, показанное на фиг. 2, а форму 1 на штоке 7 начинают опускать из зоны нагрева в расплав-охладитель с заданной скоростью, обеспечивающей получение строго ориентированной столбчатой или монокристаллитной (при наличии затравок) структурой.

1770068

После завершения процесса направленной кристаллизации емкость 5 опускают вместе с формой 1 и выводят из-под колпачковой печи для повторения цикла.

Составитель П.Лебедев

Техред M,Моргентал Корректор М.Петрор.а

Редактор Н.Шагова

Заказ 3698 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией, содержащее емкость для жидкого охладителя и литейную оболочковую форму, установленную на подставке с приводом вертикального перемещения, размещенной внутри емкости для жидкого охладителя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей и повышения качества отливок, оно снабжено колпаковой печью с графитовым нагревателем в виде

5 перевернутого стакана и наружной герметичной теплоизоляцией.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности подставки, емкость

10 для жидкого охладителя выполнена с внутренней коаксиальной стенкам перегородкой, образующей полость для размещения подставки,