SU1057169A1

SU1057169A1 - Способ получени отливок направленной кристаллизации

Info

Publication number: SU1057169A1
Application number: SU823470375A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Калюкин; Петр Вячеславович Лебедев
Original assignee: Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date: 1982-07-08
Filing date: 1982-07-08
Publication date: 1983-11-30

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИЮК НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ, включающий заливку металла в литейную форму с открытым дном, размещенную на кристаллизаторе-электроде, введение сберху второго электрода, пропускание электрического тока через залитый в литейную форму металл, отличающийс тем, что. с целью повышени эффективности процесса затвердевани за счет регулировани температуры жидкого металла , электрический ток пропускают с посто нной плотностью 7 10 А/юл и напр жением, уменьшающимс по следующей зависимости + где и - ргйочеё напр жение, В; плотность тока, A/NM -, Р среднее удельное электросопротивление жидкого металi ОМММ ; ла,--, среднее удельное электро t сопротивление твердого метгш Оммм . ла,, длина отливки, м; -от тв высота твердого сло кристаллизующейс отливки, м., сд vl о:) со

Description

Изобретение относитс к литейному производству и может найти применение при производстве турбинных лопаток из жаропрочных сплавов дл авиационных двигателей, судовых и других транспортных и энергетических установок.

Известен способ изготовлени отливок направленным затвердеванием, включающий подогрев верхней части отливки и интенсивное боковое охладение путем подъема холодильника или опускани отливки по мере ее затвердевани l .

Однако направленность затвердевани осуществл етс с помощью предварительного подогрева формы (а не отливки) в специальной печи, а охлаждение путем опускани затведевающей отливки из печи с дополнительным боковым охлаждением.

К недостаткам этого способа относитс использование специальной печи, высока трудоемкость и ограниченна номенклатура изготовл емы отливок.

Известен также способ направленного затвердевани отливок, характеризуемый сочетанием нагрева металла (например, помещением формы в печь) с введением нерасходуемых электродов дл создани электростатического пол и рентгеновского излуч.ени , а также отвода тепла от нижней и боковой части отливок 2 Недостатки . этого способа - высока трудоемкость, св занна с использованием индукционной печи, боковых электродов, вмонтированных в стенки, больша энергоемкость, св занна с использованием высокого напр жени и созданием рентгеновского излучени , вредные услови труда, обусловленные рентгеновским излучением , ограниченна по габаритам номенклатура отливок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс способ, предусматривающий установку керамической формы без дна, имеющей пережим в средней части, на кристаллизаторэлектрод , заливку в форму металла, введение нерасходуемого электрод в металл прибыльной части, нижнее и боковое охлаждение отливки путем подъема зоны охлаждени параллельно перемещению фронта кристаллизации . Через защитный металл пропускают электрический ток плотностью 10-15 Л/мм, снижа ее в процессекристаллизации со скоростью, равной отношению начальной плотности тока к полному времени затвердевани участка, расположенного ниже пережима отливки з .

Однако известный способ непригоден дл получени прот женных

отливок длиной 250 мм и более об зательно принудительное охлаждение затвердевшей части кристаллизующейс отливки, и кроме того, невозможно получение отливок сложной формы (винтовые, спиралеобразные и т.д. с посто нным сечением}.

Цель изобретени - повышение эффективности процесса затвердевани за счет регулировани температуры жидкого металла.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени отливок направленной кристаллизацией, включающем заливку металла в литейную форму с открытым дном, размещенную на кристаллизаторе-электроде, введение сверху второго электрода, пропускание электрического тока через залитый в литейную форму метгшл электрический ток пропускают с посто нной плотностью 7-10 А/мм и напр жением , уменьшающимс по следующей зависимости

5 (p.WH,,(p,8-p),

где.У - рабочее напр жение. В,

1 - плотность тока, проход щего через отливку во врем 0 кристаллизации,

P;k - удельное электросопротивле

ние жидкого металла, Ом-мм/м/ p-jg- удельное электросопротивление твердого металла, 5 ОМ-ММ УМ/

ВОТА длина отливки, м/ BTB - Толщина твердого сло , м. Способ осуществл ют следунвдим образом .

Форму с открытым дном устанавливают на кристаллизаторе-электроде, заливают металлом, ввод т сверху второй электрод и пропускают через отливку электрический ток, плотность которого в процессе кристаллизации поддерживают посто нной 7-10 А/мм, а напр жение уменьшают. Электросопротивление жидкого металла в 2 .2,5 раза больше, чем твердого, поэтому в жидком металле будет значительно больше джоулево тепловыделение , чем твердом, что и создает необходимый температурный градиент дл направленной кристаллизации. При плотности toKa i 1 . металл затвердевает объемно, а при . i 10 А/мм металл разогреваетс до и кристаллизуетс направленно только на высоту 15 мм.- По мере нйрастани твердого сло электросопротивлени всей отливки будет уменьшатьс , что при заданном начальном напр жении приведет к увеличению плотности тока в отливке. Поэтому в процессе затвердевани подводимое к отливке напр жение нужно уменьшать по следукщему закону 1)Нр готИЬтв(ртв-р# где 11 - рабочее напр жение, Bf i - плотность тока, проход щего через отливку во врем кристаллизации, Р« удельное электросопротивление жидкого металла. Ом. мм удельное электросопротивление твердого металла. Ом-мм. м от - длина отливки, М| ЕТВ - толщина твердого сло , .м. , Напр жение можно регулировать ручным способом, наблюда за показани ми амперметра, или использовать существуквдие стабилизаторы тока. При таком способе затвердевани нет необходимости специального охлаждени 10 15 2Q 2с затвердевшей зоны кристаллизующейс ) отливки, поэтому отливка может быть любой форм. Процесс направленного затвердевани происходит в спиралеобразных и в зигзагообразной полост х практически любой длины. На фиг. 1 изображена схема устать новки дл осуществлени способа; на фиг. 2 - отливка сложной форьи. Из сплава ЖС6У отливают лопатки газовых турбин длиной 250 мм. Керамическую форму 1 без дна став т на холодильник 2, который одновременно вл етс нижним электродом. К верхней части полости форьш подвоД т верхний электрод 3 и заливают Б форму металл при температуре 1550- С, который, заполнив всю форму , замыкает цепь между электродами 2 и 3 Пропускают электрический ток плотностью i 7-10 А/мм. В таблице представлены экспериментальные данные основных технологических параметров процесса кристаллизации отливки.

Продолжение таблиша

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ, включающий заливку металла в литейную форму с открытым дном, размещенную на кристаллизаторе-электроде, введение сверху второго электрода, пропускание электрического тока через залитый в литейную форму металл, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса затвердевания за счет регулирования температуры жидкого металла, электрический ток пропускают с постоянной плотностью 7 10 А/мм² и напряжением, уменьшающимся по следующей зависимости υ^ΐ4(Ρ*^0ΤΛ ⁺ &ΤΒ(Ρΐ8'Ρ*ή> где U - рабочее напряжение, В;

< - плотность тока, к/мм;

р* - среднее удельное электро* сопротивление жидкого металОм-мм²;

^ла' “й· р_1в- среднее удельное электросопротивление твердого метал Ом·мм ².

М ’

Е_от> - длина отливки, м; ί_ΤΒ - высота твердого слоя крис- . таллизующейся отливки, м..

ла,