RU1578925C

RU1578925C - Способ получени отливок направленной кристасталлизацией

Info

Publication number: RU1578925C
Application number: SU884454523A
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Калюкин; П.В. Лебедев; Э.С. Судаков
Original assignee: Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1988-07-05
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Изобретение относитс к области литейного производства, в частности, к способам получени отливок направленной кристаллизацией и может быть использовано дл изготовлени литых лопаток газовых турбин . Цель - повышение механических характеристик металла отливок за счет уменьшени угла разориектировки кристаллов. Способ включает нагрев установленной открытыми полост ми на холодильнике-электроде керамической литейной формы в печи подогрева до температуры 900-950&deg;С, заливку в нее жидкого сплава, поддерживание его температуры в форме путем пропускани электрического тока на уровне, превышающем на 200-250&deg;С температуру солидус, втечение210-1100 с, отключением электрического тока и направленную кристаллизацию отливки. При этом используют литейную форму с толщиной стенки, превышающей , по крайней мере, в восемь раз толщину стенки отливки. 1 ил., 2 табл. fe

Description

Изобретение относитс к области литейного производства, а именно, к способам получени отливок нетравленной кристаллизацией и может быть использовано дл изготовлени литых лопаток газовых турбин.

Цель - повышение механических характеристик металла отливок за счет уменьшени угла разориентировки кристаллов.

Способ реализуетс с помощью устройства , схема которого приведена на чертеже.

Устройство включает водоохлаждаемый медный холодильник-электрод 1, установленную на нем открытыми полост ми керамическую литейную форму 2 и нагревательную печь 3 дл нагрева литейной формы. Дл контрол температуры металла в литейной форме установлена термопара 4.

Реализаци способа и работа устройства осуществл етс следующим образом.

Керамическую литейную форму 2 с толщиной стенки, не менее, чем в восемь раз, превышающей толщину стенки отливки, устанавливают полост ми на поддоне-электроде 1 и нагревают в печи 3 до температуры 900-950°С. Затем в литейную форму 2 заливают жидкий сплав, который замыкает элек- трическую цепь. Путем пропускани электрического тока через жидкий сплав его температуру поддерживают за счет выделени джоулева тепла на уровне, превышаюсл 1

00

о ю сл

щем на 200-250°С температуру ликвидус, в течение 210-1100 с зависимости от длины получаемых отливок. При этом температуру жидкого сплава контролируют по термопаре 4.

За врем выдержки образующа с в момент заливки тверда корочка металла на холодильнике расплавл етс и уничтожаетс возникшие центры кристаллизации в объ

еме металла, а внутренн поверхность

литейной формы прогреваетс до нужной температуры, ликвидус сплава, с вно выраженным градиентом температуры по высоте литейной формы за счет воздействи холодильника .

При этом меньша выдержка (менее 210с) не обеспечивает полного растворени твердой корочки металла на холодильнике и необходимого прогрева внутренней поверхности фор

мы, а следовательно и получени

качественной отливки с заданной структурой . Более длительна выдержка (более 1100 с) не улучшает показатели структуры отливок и приводит лишь к перерасходу электроэнергии и повышенному пригару на отливках.

Затем электрический ток отключают и происходит в сложившихс услови х направленна кристаллизаци отливки со сто роны холодильника-электрода за счет одностороннего интенсивного теплоотвода с образованием регул рной столбчатой структуры непосредственно от поверхности

-

5

10

15

20

25

30

35

холодильника с разориентировкой кристап лов не более 5°.

После полного затвердевани форму с отливкой извлекают из нагревательной печи и отправл ют на дальнейшую обработку, а цикл повтор етс .

Пример. Отливали лопатки газовых турбин длиной соответственно 70, 100, 130 мм из сплава ЖС6У.

Массивные корундовые формы с толщиной стенки 40 мм открытыми снизу полост ми устанавливают на двухсекционный медный водоохлаждаемый холодильник- электрод и нагревают в печи до температуры 950°С. Жидкий сплав при температуре 1600°С заливают в подогретую форму и затем поддерживают его температуру на уровне 1550-1600°С (Тликв. 1350°С) путем пропускани через него электрического переменного тока.

Основные технологические параметры процесса приведены в табл. 1.

Во всех отливках получена регул рна столбчата структура по всей высоте с раз- ориентировкой кристаллов не превышающей 5°. Така структура обеспечивает повышение технических свойств металла по сравнению с прототипом (табл. 2) Таким образом , предложенный способ обеспечивает повышение механических характеристик металла отливок за счет уменьшени угла разориентировки кристаллов и поучени качественных отливок с направленной кристаллической структурой.

Claims

Формула изобретени

s

Способ получени отливок направленной кристаллизацией, преимущественно лопаток газовых турбин, включающий нагрев установленной открытыми полост ми на холодильнике-электроде керамической литейной формы в печи до температуры 900-950°С. заливку в нее жидкого сплава, пропускание через сплав электрического тока , направленную кристаллизацию и охлаждение , отличаю щийс тем, что, с целью

повышени механических характеристик металла отливок за счет уменьшени угла разориентировки кристаллов, после окончани заливки температуру жидкого сплава в литейной форме поддерживают путем пропускани электрического тока на уровне, превышающем на 200-250°С температуру ликвидус, в течение 210-1100 с, а затем электрический ток отключают, при этом используют литейную форму с толщиной стенки , превышающей, по крайней мере, в восемь раз толщину стенки отливки.

Основные технологические параметры реализации способа

Примечание.

I - сила тока, проход щего через лопатку, А;

U - напр жение на электродах-холодильниках, В;

Р - масса металла в блоке, состо щем из 2-х лопаток, кГ;

5о™ - толщина пера лопатки, мм;

дср - толщина стенки корундовой формы, мм;

t - температура жидкого сплава в литейной форме, °С;

L - длина лопатки, мм,

г- врем выдержки, с.

Кратковременные испытани

Длительна прочность

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение таблицы 2 Сопротивление усталостному разрушению на базе 107 циклов

Примечание:

В числителе - значени свойств образцов из сплава ЖС63, полученных по предлагаемому способу, в знаменателе - по известному способу.