RU2179087C1 - Устройство для литья монокристаллических отливок - Google Patents
Устройство для литья монокристаллических отливок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179087C1 RU2179087C1 RU2000118152A RU2000118152A RU2179087C1 RU 2179087 C1 RU2179087 C1 RU 2179087C1 RU 2000118152 A RU2000118152 A RU 2000118152A RU 2000118152 A RU2000118152 A RU 2000118152A RU 2179087 C1 RU2179087 C1 RU 2179087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working
- cavities
- additional
- cavity
- mold
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при литье монокристаллических рабочих лопаток газотурбинных двигателей. Устройство содержит керамическую форму с верхней прибыльной, рабочей, затравочной и дополнительной прибыльной полостями. Дополнительная полость расположена с наружной стороны формы над узкой частью турбинной лопатки в зоне формирования пера лопатки. Продольные оси рабочих и затравочных полостей установлены под углом 5-20o к вертикали. Это обеспечивает подпитку жидкой фазы отливки в зоне бандажной полки лопатки. Устройство может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную керамическую форму. В этом случае верхние прибыльные полости выполнены общими. Изобретение обеспечивает увеличение плотности структуры отливок и тем самым повышение выхода годного. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье монокристаллических рабочих лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) из жаропрочных сплавов.
Известно устройство для изготовления монокристаллических лопаток, содержащее общую вертикальную колонку для заливки расплава и несколько керамических форм для лопаток, расположенных под углом 54o к вертикальной колонне (патент Франции N 2734187, B 22 D 27/04, 1996).
С помощью такого устройства сначала выращивают монокристалл за счет конкурентного роста множества кристаллов в колонне от охлаждаемой поверхности в вертикальной колонне с кристаллографической ориентацией [001], а затем непрерывно перемещают фронт кристаллизации от колонны до отливаемых лопаток и получают монокристалл с ориентацией [111], совпадающей с продольной осью лопатки.
Известна литейная форма, содержащая затравку с кристаллографической ориентацией [001] , направленной вертикально вверх против отвода тепла в процессе кристаллизации, а ось рабочей полости вдоль заданной ориентации, например, [001] (Шалин Р.Е. и др. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов.- М.: Машиностроение, 1997, с. 134-135).
Известен способ получения монокристаллических отливок с помощью устройства, содержащего общий заливочный стояк и керамические формы для лопаток, сообщающиеся с помощью каналов, расположенных по углом 20 - 160o к вертикальной оси стояка (патент РФ N 2118230, B 22 D 27/04, 1997). Это устройство обеспечивает снижение турбулентности заливаемого расплава над фронтом кристаллизации и получение бездефектных монокристаллических отливок.
Недостатками указанных устройств является то, что получаемые монокристаллические отливки имеют повышенную междендритную пористость, особенно в зоне расположения бандажных полок.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является керамическая оболочковая форма для литья турбинной лопатки, содержащая форму с верхней прибыльной полостью, рабочей полостью, затравочной полостью и дополнительной прибыльной полостью, расположенной с наружной стороны формы над частью рабочей полости, где формируется кромка пера лопатки. В этой форме за счет наличия дополнительной прибыльной полости обеспечивается теплоизоляция вокруг узкой части лопатки и предотвращается образование посторонних столбчатых кристаллов в этой зоне лопатки (патент Великобритании N 2259660, B 22 D 27/04, 1993).
Недостатком устройства является то, что в зоне расположения бандажных полок имеем большую площадь поперечного сечения в сравнении с поперечным сечением пера и в этой зоне происходит недостаточная подпитка жидкой фазой, что отрицательно сказывается на плотности структуры готовых лопаток.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение выхода годных отливок за счет увеличения плотности структуры отливок, а также повышение производительности литья.
Технический результат достигается тем, что устройство для литья монокристаллических отливок содержит керамическую форму с верхней прибыльной полостью, рабочей полостью, затравочной полостью и дополнительной прибыльной полостью, расположенной с наружной стороны формы, причем продольные оси рабочих и затравочных полостей керамических форм установлены по углом 5-20o к вертикали.
Кроме того, устройство может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную керамическую форму, при этом верхние прибыльные полости форм выполнены общими.
Устройство может быть предназначено для литья рабочих лопаток ГТД с замковыми и бандажными полками.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено поперечное сечение устройства для литья монокристаллических отливок.
Устройство содержит керамическую форму 1 в виде одного блока из двух рядов рабочих полостей 2 для турбинных лопаток с замковыми 3 и бандажными полками 4. В каждом ряду расположено по три полости для лопаток.
Керамическая форма имеет верхнюю общую прибыльную полость 5, затравочные полости 6 для каждой турбинной лопатки и дополнительные прибыльные полости 7, расположенные с наружной стороны формы над узкой частью турбинной лопатки в зоне формирования кромки пера лопатки. Продольные оси рабочих полостей 2 и затравочных полостей 6 для турбинных лопаток установлены под углом α, равным 5 - 20o к вертикали. Продольная ось рабочей полости - это ось, совпадающая с осью отливаемой лопатки, которая проходит через центры тяжести двух крайних сечений пера лопатки, параллельных ее базовой плоскости.
Пример осуществления изобретения.
В керамическую форму со стороны нижних торцов затравочных полостей устанавливают затравки и торцы заделывают керамической замазкой. В вакуумную печь УВНК-8П устанавливают две керамических формы и нагревают до температуры 1550oC. В индукционной печи расплавляют жаропрочный сплав типа ЖС и заливают его в керамические формы. После выдержки в течение 2-3 мин керамические формы с расплавом опускают в предварительно расплавленный жидкий алюминий со скоростью 7,5 мм/мин. После окончания процесса кристаллизации керамические формы извлекают из печи, полученные рабочие лопатки ГТД очищают от керамики, удаляют прибыльные части и производят оценку качества рабочих лопаток в зоне расположения бандажных полок.
Плоскость бандажной полки 4 сопрягается с пером лопатки под углом, приближающимся к 90o, а ширина бандажных полок в лопатках, как правило, в несколько раз больше поперечного сечения пера, через которое в литейной форме происходит подпитка бандажных полок расплавом. Из-за этого в процессе кристаллизации нарушается подпитка бандажных полок расплавом и выход примесей в литниковую систему.
Результаты исследований показывают, что при наклоне продольных осей рабочих и затравочных полостей керамических форм на угол менее 5o количество пор на бандажных полках, обнаруженных при люминисцентном контроле в виде свечения индикатора в порах, уменьшается незначительно и только при наклоне 5o и более происходит существенное уменьшение количества пор.
При наклоне продольных осей рабочих и затравочных полостей керамических форм на угол более 20o происходит значительное увеличение брака по макроструктуре в виде посторонних кристаллов.
Оптимальные результаты по выходу годных лопаток получаем при наклоне продольных осей рабочих и затравочных полостей керамических форм на угол 5-20o.
Claims (2)
1. Устройство для литья монокристаллических отливок, содержащее керамическую форму с верхней прибыльной полостью, рабочей полостью, затравочной полостью и дополнительной прибыльной полостью, расположенной с наружной стороны формы, отличающееся тем, что продольные оси рабочей и затравочной полостей керамической формы расположены под углом 5-20o к вертикали.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, одну дополнительную керамическую форму, при этом верхние прибыльные полости форм выполнены общими.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000118152A RU2179087C1 (ru) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Устройство для литья монокристаллических отливок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000118152A RU2179087C1 (ru) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Устройство для литья монокристаллических отливок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2179087C1 true RU2179087C1 (ru) | 2002-02-10 |
RU2000118152A RU2000118152A (ru) | 2002-04-20 |
Family
ID=20237573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000118152A RU2179087C1 (ru) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Устройство для литья монокристаллических отливок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2179087C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685614C2 (ru) * | 2014-07-07 | 2019-04-22 | Сафран Эркрафт Энджинз | Усовершенствованный способ изготовления оболочковой формы для выполнения лопаточных элементов авиационного газотурбинного двигателя посредством литья по выплавляемым моделям |
-
2000
- 2000-07-12 RU RU2000118152A patent/RU2179087C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685614C2 (ru) * | 2014-07-07 | 2019-04-22 | Сафран Эркрафт Энджинз | Усовершенствованный способ изготовления оболочковой формы для выполнения лопаточных элементов авиационного газотурбинного двигателя посредством литья по выплавляемым моделям |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2490088C2 (ru) | Способ изготовления лопаток с направленной кристаллизацией | |
CN107745093B (zh) | 一种精铸模组及利用其制备可精控晶体取向的镍基单晶导叶的铸造方法 | |
US3542120A (en) | Apparatus for producing single crystal metallic alloy objects | |
RU2647422C2 (ru) | Оболочковая форма, имеющая теплозащитный экран | |
RU2606817C2 (ru) | Способ направленной кристаллизации отливок при литье лопаток газовых турбин и устройство для получения отливок с направленной и монокристаллической структурой при литье лопаток газовых турбин | |
US9144842B2 (en) | Unidirectional solidification process and apparatus and single-crystal seed therefor | |
EP1531020B1 (en) | Method for casting a directionally solidified article | |
CN111922322A (zh) | 一种定向凝固装置及铸造方法 | |
US20010001415A1 (en) | Method and apparatus for making directional solidification castings | |
WO1997046742A9 (en) | Method and apparatus for making directional solidification castings | |
US20020029863A1 (en) | Method for producing a cooled, lost-wax cast part | |
US20090293994A1 (en) | High thermal gradient casting with tight packing of directionally solidified casting | |
RU2179087C1 (ru) | Устройство для литья монокристаллических отливок | |
EP0059549B1 (en) | Method of casting an article | |
US6568456B1 (en) | Method for manufacture of a directionally solidified columnar grained article | |
RU2597491C2 (ru) | Устройство и керамическая оболочка для получения отливок с монокристаллической и направленной структурой | |
US6557618B1 (en) | Apparatus and method for producing castings with directional and single crystal structure and the article according to the method | |
RU2392091C1 (ru) | Устройство для получения лопатки из жаропрочного никелевого сплава с монокристаллической структурой | |
EP0066971A2 (en) | Method of casting an article | |
RU2185929C2 (ru) | Способ получения отливок с монокристаллической структурой и изделие, полученное этим способом | |
RU2285580C2 (ru) | Устройство для получения отливок методом направленной кристаллизации | |
RU2080209C1 (ru) | Устройство для получения монокристальных отливок | |
RU2211746C1 (ru) | Способ получения отливок с направленной и монокристальной структурой и устройство для его осуществления | |
RU2299784C1 (ru) | Керамическая форма для литья изделий с направленной и монокристаллической структурой | |
RU2302923C1 (ru) | Устройство для получения турбинных лопаток методом направленной кристаллизации |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160914 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190713 |