CN110170627A - 双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，其特点是，包括真空熔炉室，在所述真空熔炉室的顶端安装有加料室，在真空熔炉室左侧通过管路连接有熔炼室真空系统，在真空熔炉室右侧通过管路连接有铸模室真空系统，四室双工位定向单晶真空精密铸造炉，一套熔炉交替浇注二个工位，生产效率将提高1倍。带有惰性气体帘幕的水冷结晶器，实现较高温度梯度，产成品率及生产效率将大幅提高。双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，设备投资降低、占地面积小、设备运行成本低使之成为先进的机、电、炉一体化设备。
Description
技术领域
本发明涉及真空精密铸造装备技术领域，尤其涉及一种双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉。
背景技术
定向凝固单晶技术进入航空制造工业已有三十多年历史，为提高航空燃气涡轮发动机单晶叶片的性能和使用寿命做出了巨大贡献。随着科技不断进步，航空工业对精密铸造行业提出了更高的要求。它要求为航空发动机提供优质且性能可靠的高温合金部件。所以只有采用以真空熔炼为基础的真空精密铸造工艺才能满足这一严格的要求。从狭义的角度讲应用在航空工业的真空精密铸造技术主要有等轴晶(Equiaxed)铸造、定向的柱状晶(Directionally Solidified)铸造和单晶(Single Crystal)铸造。后两者又单独衍生出了真空定向凝固/单晶设备,从分类上讲以上均属于真空精密铸造的范围。真空精密铸造炉的分类真空精密铸造炉的容量一般从1kg到200kg不等。其中最为常用的是10kg~100kg真空重熔精密铸造炉,航空发动机铸件一般在这个范围之内。因此,产品合金成分、组织和夹杂物含量的变化都须控制在很小的范围内,这也就对设备提出了更高的要求。针对不同类型的产品，真空精密铸造炉的结构形式也不同。国内外近年来研究发现，进一步提高凝固前沿的温度梯度，不仅可提高生产率，而且可显著提高单晶叶片的性能。为了确保国产装备的稳定可靠，航空发动机高压涡轮叶片的铸造能力与合格率提升成为当务之急。国外引进或国内研制的均为三室结构单工位及模壳加热和带有水冷结晶器和计算机PLC控制等定向单晶真空精密铸造炉。生产一炉产品时间约3-4小时，特别是国产装备产品成品率低下，生产效率低。目前急需研制一种新型定向单晶真空精密铸造炉结合国内外配套条件，突破主要关键技术，如设计先进的四室双工位结构及模壳加热方式和带有惰性气体帘幕的水冷结晶器，实现较高温度梯度和计算机PLC控制等，产成品率及生产效率将提高1倍，而且设备投资降低、占地面积小、设备运行成本低等优点，使之成为先进的机、电、炉一体化设备，技术水平将居于国际领先水平。
发明内容
针对上述现有技术的不足，提供一种双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，该设备机、电、炉一体化，它能很好提高生产效率，投资低、占地面积小、设备运行成本低，实用性强，便于推广使用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，其特点是，包括真空熔炉室，在所述真空熔炉室的顶端安装有加料室，在真空熔炉室左侧通过管路连接有熔炼室真空系统，在该真空熔炉室内部通过隔离阀一和隔离阀二分为上室和下室，在所述上室内安装有熔炉、模壳加热器一、模壳加热器二，所述熔炉安装在所述加料室的正下方熔炉室内，该熔炉的下方安装有所述模壳加热器一、所述模壳加热器二，该模壳加热器一安装在所述隔离阀二的正上方，该模壳加热器二安装在所述隔离阀一的正上方，所述下室分为铸模室一以及铸模室二，在所述真空铸模室一及二右侧通过管路连接有铸模室真空系统，在铸模室一内部安装有模壳一，在铸模室二内部安装有模壳二，在所述模壳一底部安装有结晶器盘一，在所述模壳二底部安装有结晶器盘二，所述结晶器盘一底部安装有抽拉系统一，在所述结晶器盘二底部安装有抽拉系统二。
作为一种优选方案，所述结晶器盘一以及结晶器盘二为可升降式结晶器盘。
作为一种优选方案，所述的所述加料室设有加料测温系统。
作为一种优选方案，提供各室各阀处于关闭状态，开熔炼室阀，启动真空系统按程序抽吸，隔离阀全部关闭，按程序抽吸、铸模室一，铸模室二，真空度到位后、开铸模室的模室门、装入模壳一和模壳二关闭二模室门，打开隔离阀一、隔离阀二、分别开启抽拉系统顶升模壳至模壳加热器一、模壳加热器二和加热模壳。打开加料阀加料系统、向熔炉坩埚加料，待各模壳工艺温度到、熔炉合金温度到1540度左右、逆时针旋转熔炉定点注入模壳一，模壳开始下抽2-3mm/min .然后熔炉顺时针旋转定点注入模壳二，模壳开始下抽2-3mm/min抽拉过程中各模壳经过带有惰性气体帘幕的水冷结晶器抽拉生长成单晶叶片铸件。此过程周而复始可连续生产，将提高产成品率及生产效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果：双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，一套熔炉交替浇注二个工位，生产效率将提高1 倍。带有惰性气体帘幕的水冷结晶器，实现较高温度梯度，产成品率及生产效率将大幅提高。双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，设备投资降低、占地面积小、设备运行成本低使之成为先进的机、电、炉一体化设备。
附图说明
附图1是双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉的主视图。
图中：1-加料室；2-熔炉；3-真空熔炉室；4-模壳加热器一；5-模壳加热器二；6-隔离阀一；7-隔离阀二；8-熔炼室真空系统；9-模壳一；10-模壳二；11-结晶器盘一；12-结晶器盘二；13-铸模室一；14-铸模室二；15-抽拉系统一；16-抽拉系统二；17-铸模室真空系统。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例：
如图1所示，双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，其特点是，包括真空熔炉室3，在所述真空熔炉室3的顶端安装有加料室1，在真空熔炉室3左侧通过管路连接有熔炼室真空系统8，在该真空熔炉室3内部通过隔离阀一6和隔离阀二7分为上室和下室，在所述上室内安装有熔炉2、模壳加热器一4、模壳加热器二5，所述熔炉2安装在所述加料室1的正下方熔炉室内，该熔炉2的下方安装有所述模壳加热器一4、所述模壳加热器二5，该模壳加热器一4安装在所述隔离阀二7的正上方，该模壳加热器二5安装在所述隔离阀一6的正上方，所述下室分为铸模室一13以及铸模室二14，在所述真空铸模室一13以及真空铸模室二14右侧通过管路连接有铸模室真空系统17，在铸模室一13内部安装有模壳一9，在铸模室二14内部安装有模壳二10，在所述模壳一9底部安装有结晶器盘一11，在所述模壳二10底部安装有结晶器盘二12，所述结晶器盘一11底部安装有抽拉系统一15，在所述结晶器盘二12底部安装有抽拉系统二16。
本发明优选所述加料室1设有加料测温系统。
本发明优选所述结晶器盘一11以及结晶器盘二12为可升降式结晶器盘。
本发明优选双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉。一套熔炉实现将熔融的约1540度的单晶母合金熔液交替正反旋转定点浇注到二个工位热陶瓷模壳中，经过3-4小时，2-3mm/min通过带有惰性气体帘幕的水冷结晶器，抽拉生长成单晶叶片铸件。
一套熔炉交替浇注二个工位，生产效率将提高1 倍。水冷结晶器设计成带有惰性气体帘幕的水冷结晶器，实现较高温度梯度，产成品率及生产效率将大幅提高。
双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉。设备投资降低、占地面积小、设备运行成本低使之成为先进的机、电、炉一体化设备，技术水平将居于国际领先水平，属当今世界首创。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，其特征在于：包括真空熔炉室（3），在所述真空熔炉室（3）的顶端安装有加料室（1），在真空熔炉室（3）左侧通过管路连接有熔炼室真空系统（8），在该真空熔炉室（3）内部通过隔离阀一（6）和隔离阀二（7）分为上室和下室，在所述上室内安装有熔炉（2）、模壳加热器一（4）、模壳加热器二（5），所述熔炉（2）安装在所述加料室（1）的正下方熔炉室内，该熔炉（2）的下方安装有所述模壳加热器一（4）、所述模壳加热器二（5），该模壳加热器一（4）安装在所述隔离阀二（7）的正上方，该模壳加热器二（5）安装在所述隔离阀一（6）的正上方，所述下室分为铸模室一（13）以及铸模室二（14），在所述真空铸模室一（13）以及真空铸模室二（14）右侧通过管路连接有铸模室真空系统（17），在铸模室一（13）内部安装有模壳一（9），在铸模室二（14）内部安装有模壳二（10），在所述模壳一（9）底部安装有结晶器盘一（11），在所述模壳二（10）底部安装有结晶器盘二（12），所述结晶器盘一（11）底部安装有抽拉系统一（15），在所述结晶器盘二（12）底部安装有抽拉系统二（16）。
2.根据权利要求1所述的双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，其特征在于：所述结晶器盘一（11）以及结晶器盘二（12）为可升降式结晶器盘。
3.根据权利要求1所述的双模壳室四室定向单晶真空感应精密铸造炉，其特征在于：所述加料室（1）设有加料测温系统。
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