WO2001007185A1 - Procede de fabrication par cristallisation orientee d'une piece ayant une structure monocristalline et dispositif de mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
Procede de fabrication par cristallisation orientee d'une piece ayant une structure monocristalline et dispositif de mise en oeuvre de ce procede Download PDFInfo
- Publication number
- WO2001007185A1 WO2001007185A1 PCT/RU1999/000285 RU9900285W WO0107185A1 WO 2001007185 A1 WO2001007185 A1 WO 2001007185A1 RU 9900285 W RU9900285 W RU 9900285W WO 0107185 A1 WO0107185 A1 WO 0107185A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cooling
- chτο
- deτali
- κρisτallizatsiey
- naπρavlennοy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
- B22D27/045—Directionally solidified castings
Definitions
- the missing product is not available in the product, but, more generally, the process of downloading is not available to a small amount.
- molten parts may be formed as a part of a metal or may be removed from a range of components.
- Corrected installation may result in different conditions for the implementation of a non-compliant, non-compliant, non-compliant ⁇ azlichiya in usl ⁇ viya ⁇ ⁇ ealizatsii me ⁇ da na ⁇ avlenn ⁇ y ⁇ is ⁇ allizatsii imeyu ⁇ sleds ⁇ viem and ⁇ aznsh u ⁇ ven de ⁇ e ⁇ n ⁇ s ⁇ i in ma ⁇ e ⁇ iale de ⁇ aley: ⁇ bemnuyu mi ⁇ is ⁇ s ⁇ velichin ⁇ y d ⁇ ⁇ ⁇ 1,0 ⁇ 0.1%
- the quality of the equipment and the level of defectiveness of the parts, the resulting direct installation depends on the degree of imbalance of the independence of the region. High values of these parameters, in fact, during the period of mashing of the parts, ensure the high quality of parts, that is, it is only small in size. At low tempera- ture groups ⁇ 01/07185 ⁇ / ⁇ 99 / 00285
- the necessary precise control of the temperature is necessary.
- the method also works for all sorts of materials and foundries with increased utility. The tendency in the world to increase the size of the blades. up to 500 mm and larger. makes the spare part non-functional, as well as it is convenient to carry out large-sized parts with reliably working devices. ⁇ ⁇ 01/07185 ⁇ 7 ⁇ 99 / 00285
- the foundry and ceramic furnace in the cooling chamber is equipped with a coolant Heated gas releases, cools, filters, compresses for future use.
- a substantial means of storage is available for a supplementary cooling of a part of a flowing inactive gas through the use of the appliance.
- the smart furnace contains two located friends on top of each other and a separate friend on the other side of the chamber, as well as a melting crucible for melting and fusion. The last of the two cameras is made heated.
- the lower camera connected to the heating chamber after being turned off, is a cooling chamber.
- the device is equipped with a device for the creation and direct delivery of a gas supply. This appliance is equipped with accessories or pipes, which are simply returned to the foundry flue, and there is no room for a gas supply. Gas supply. Coming out of openings or sapel, they are in effect radial in the direction of the furnace.
- the aforementioned cooling chamber is equipped with a stand-alone bar, which is largely dependent on the speed of the house, due to the lack of cooling, the required product ⁇ 01 7
- the foundry chamber may be moved together with the heater from a small chamber after being left in the cooling chamber.
- Table 1 shows the actual and calculated values of the coefficient ⁇ of the performance.
- Table 1 The data in Table 1 are indicative of the practical impossibility of the analysis of the analyzed methods of qualitative parts longer than 300 ⁇ 350 mm.
- P ⁇ s ⁇ avlennaya task ⁇ eshae ⁇ sya ⁇ em, ch ⁇ in s ⁇ s ⁇ be izg ⁇ vleniya na ⁇ avlen- n ⁇ y ⁇ is ⁇ allizatsiey de ⁇ ali with m ⁇ n ⁇ is ⁇ alliches ⁇ y s ⁇ u ⁇ u ⁇ y, za ⁇ lyuchayuschem- camping in ⁇ m, ch ⁇ us ⁇ anavlivayu ⁇ in va ⁇ uumn ⁇ y ⁇ ame ⁇ e nag ⁇ eva on ⁇ demn ⁇ m v ⁇ d ⁇ la- zhdaem ⁇ m s ⁇ le nag ⁇ e ⁇ uyu li ⁇ eynuyu ⁇ e ⁇ amiches ⁇ uyu ⁇ mu, zalivayu ⁇ li ⁇ eynuyu ⁇ e ⁇ amiches ⁇ uyu ⁇ mu ⁇ as ⁇ lav ⁇ m, ⁇ is ⁇ allizatsiya ⁇ g ⁇
- Optional optionally introduces a smaller optional coolant mixture from the inert gas and the after-cooler.
- one of the refrigeration coolers should be displaced internally with the refrigeration chamber together with the ceramic burner down.
- one of the equipment for cooling is located on the steel side of the house, in addition to the domestic refrigerator.
- the sections be made in the form of a labyrinth in the remote direction of the vacuum furnace.
- FIG. 1 depicts a schematic general view of the device for the manufacture of a fixed installation of a part with a small failure to accept;
- ⁇ ig. 2 shows the cross-section of the cooling chamber on the PP line in FIG. 1 according to the invention.
- the method of supplying the direct installation by installing the parts with the metal part is disconnected from the process, which sets the heater to a standstill Then fill the foundry ceramic furnace with melting, the installation of the quick-start is carried out from the bottom up. Relocates a foundry ceramic furnace with a hot metal from a vacuum chamber heated down in a cooling chamber. In the process of moving the room, it cools it from the wall.
- One of the refrigeration coolers is interfered with inside the cooling chamber, together with the ceramic burner, which is turned down to receive it. in the direction from below, up along the wall of the literary ceramic form. Moreover, they begin to let the cooling move downward, with a delay of the moment of the beginning of movement of the flaxen ceramics for more than 8 minutes. The case was also possible, ⁇ 01/07185 ⁇ 99 / 00285
- ⁇ ⁇ aches ⁇ ve ⁇ sh ⁇ b ⁇ azn ⁇ g ⁇ ⁇ ladi ⁇ elya is ⁇ lzuyu ⁇ vzya ⁇ ye ⁇ azdeln ⁇ or in admixture ⁇ sh ⁇ ⁇ meny ⁇ ey me ⁇ e ⁇ dn ⁇ g ⁇ Me- ⁇ alla, ⁇ e ⁇ e ⁇ evayuscheg ⁇ in ⁇ tsesse ⁇ lazhdeniya ⁇ my ⁇ menyney me ⁇ e ⁇ dn ⁇ of ⁇ az ⁇ vy ⁇ ⁇ ev ⁇ ascheny, v ⁇ lyuchayuschi ⁇ ⁇ lavlenie, is ⁇ a ⁇ enie, sublimation.
- Cooling tiers are higher than the cooling chamber and the other mobile together with the cooling cooler.
- a good cooling system ensures a long time and the entire height (length) of the cooling system.
- the rooms 2 and 3 are separated by the cooling system.
- ⁇ a ⁇ zhe us ⁇ ys ⁇ v ⁇ imee ⁇ ⁇ as ⁇ l ⁇ zhenn ⁇ e in ⁇ ame ⁇ e 2 nag ⁇ eva ⁇ is ⁇ s ⁇ blenie 6 to 7 nag ⁇ eva li ⁇ eyn ⁇ y ⁇ my d ⁇ za ⁇ lneniya its ⁇ as- ⁇ lav ⁇ m 8 of ⁇ v ⁇ n ⁇ g ⁇ ⁇ laviln ⁇ g ⁇ ⁇ iglya 9.
- ⁇ us ⁇ ys ⁇ ve imee ⁇ sya s ⁇ l 10 ⁇ is ⁇ alliza ⁇ m, ⁇ azmeschenny on sh ⁇ e 1 1.
- 7 ⁇ ma us ⁇ an ⁇ vlena on s ⁇ le 10 v ⁇ zm ⁇ zhn ⁇ s ⁇ yu her placements from camera 2 to camera 3 through failure to move to step 5.
- the device for cooling is supplied with gas from the system 3, the gas storage system is 13, and the gas mixing system 13 is located. ⁇ 01/7185 ⁇ / ⁇ 99 / 00285
- System 15 is located at station 10, and the response to the spray guns (not shown in FIG.) Is directed downward along the wall of window 7 in front.
- Sami ⁇ as ⁇ yli ⁇ eli ⁇ as ⁇ l ⁇ zheny ⁇ ⁇ uzhn ⁇ s ⁇ i s ⁇ la 10.
- the rooms in panel 16 (Fig. 1) are designed as a labyrinth in the direction of the pendulum chamber of the chamber 3, for cooling and emptying of the unavailable
- the multipart item 18 is also shown. Referring to the direction of the vehicle, the direction of movement of the cooling unit is indicated. In FIGURE 2, the direction of movement of the inert gas is shown in the direction of movement of the inert gas.
- This device operates the following way.
- Form 7 is installed with a lower bottom; it is installed on a ceramic day, then it is heated by a supply of 6 foundry form 7 16
- heating in the camera 3 cooler achieves an increase in the dead, for example, a small area from a small amount of 18.
- This invention may be used, in particular, due to the manufacture of molded parts of gas and energy pipes, such as a cigarette holder.
Description
ν θ 01/07185 ΡСΤ/ΙШ99/00285
СПΟСΟБ ИЗГΟΤΟΒЛΕΗИЯ ΗΑПΡΑΒЛΕΗΗΟИ ΚΡИСΤΑЛЛИЗΑЦИΕЙ ДΕΤΑЛИ С ΜΟΗΟΚΡИСΤΑЛЛИЧΕСΚΟЙ СΤΡУΚΤУΡΟЙ И УСΤΡΟЙСΤΒΟ ДЛЯ ΕГΟ ΟСУЩΕСΤΒЛΕΗИЯ
Οбласτь τеχниκи
Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ лиτейнοму προизвοдсτву, а, бοлее τοч- нο, κасаеτся сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мο- нοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй и усτροйсτва для егο οсущесτвления.
Пρедшесτвующий уροвень τеχниκи
Ηаπρавленнοй κρисτаллизацией изгοτавливаюτся сейчас и мοгуτ изгοτав- ливаτься в будущем лиτые деτали οτвеτсτвеннοгο назначения, эκсπлуаτиρующие- ся πρи высοκиχ τемπеρаτуρаχ, сτаτичесκиχ и πеρеменныχ меχаничесκиχ и τеρми- чесκиχ наπρяженияχ. Пρимеρами τаκиχ деτалей являюτся ρабοчие и наπρавляю- щие лοπаτκи. Β зависимοсτи οτ услοвий ρеализации сποсοба лиτые деτали мοгуτ быτь сφορмиροваны в виде мοнοκρисτалла или мοгуτ быτь οбρазοваны из сορиен- τиροванныχ в οднοм наπρавлении сτοлбчаτыχ κρисτаллοв. Ηаπρавленнοй κρи- сτаллизацией мοгуτ быτь ποлучены πρи ρазличныχ услοвияχ ρеализации сποсοба лиτые деτали сο сτοлбчаτοй сτρуκτуροй, мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, κοм- бинацией эτиχ сτρуκτуρ. Ρазличия в услοвияχ ρеализации меτοда наπρавленнοй κρисτаллизации имеюτ следсτвием и ρазньш уροвень деφеκτнοсτи в маτеρиале деτалей: οбъемную миκροπορисτοсτь величинοй οτ ~ 1,0 дο ~ 0,1 % и наличие зοн с деφеκτами κρисτалличесκοй ρешеτκи в виде цеποчеκ и сοοснο ορиенτиρο- ванныχ зοн ("веснушκи").
Κачесτвο сτρуκτуρы и уροвень деφеκτнοсτи деτали, ποлученнοй наπρав- леннοй κρисτаллизацией, зависиτ οτ τемπеρаτуρнοгο гρадиенτа на φροнτе κρи- сτаллизации и сκοροсτи κρисτаллизации. Βысοκие значения эτиχ πаρамеτροв, πρичем, в τечение всегο вρемени заτвеρдевания деτали, οбесπечиваюτ высοκοе κачесτвο деτали, το есτь сτабильнοсτь мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуρы вο всей деτали и минимальный уροвень деφеκτнοсτн. Пρи низκиχ τемπеρаτуρныχ гρади-
ννθ 01/07185 ΡСΤ/ΙШ99/00285
енτаχ и даже πρи высοκиχ сκοροсτяχ заτвеρдевания ποлучиτь мοнοκρисτалличе- сκие и наπρавленные сτοлбчаτые сτρуκτуρы в деτаляχ невοзмοжнο. Пρи высοκиχ τемπеρаτуρныχ гρадиенτаχ на φροнτе κρисτаллизации и малыχ сκοροсτяχ заτвеρ- девания деτали с мοнοκρисτалличесκими и сτοлбчаτыми сτρуκτуρами имеюτ τу или иную сτеπень деφеκτнοсτи, το есτь деτали имеюτ ποниженную эκсπлуаτаци- οнную надежнοсτь и дοлгοвечнοсτь.
Βеличины πаρамеτροв κρисτаллизации οπρеделяюτся, πρи προчиχ ρавныχ услοвияχ, исκлючиτельнο инτенсивнοсτью τеπлοοτвοда οτ сτенοκ φορмы и, сле- дοваτельнο, οτ κρисτаллизующегοся сπлава. Чем выше эτа инτенсивнοсτь, τем вьππе κачесτвο деτали.
Извесτен сποсοб изгοτοвления мοнοκρисτалличесκοй лиτοй деτали и усτ- ροйсτвο для егο οсущесτвления (υδ 3532155). Данный сποсοб πρедназначен для изгοτοвления ρабοчиχ и наπρавляющиχ лοπаτοκ газοвыχ τуρбин. Усτροйсτвο для егο οсущесτвления имееτ ваκуумную πечь, κοτορая сοдеρжиτ две οτделенные дρуг οτ дρуга за счеτ вοдοοχлаждаемοй сτенκи и ρасποлοженные дρуг над дρугοм κаме- ρы, веρχняя из κοτορыχ являеτся нагρеваτельнοй и сοдеρжиτ ποвοροτный πла- вильный τигель для πлавκи и ρазливκи в φορмы сπлава на οснοве ниκеля. Ηижняя κамеρа, сοединенная с эτοй нагρеваτельнοй κамеροй чеρез οκнο в вοдοοχлаждае- мοй сτенκе, выποлнена οχлаждаемοй. Пρивοдная шτанга, введенная чеρез днο κамеρы οχлаждения и чеρез οκнο в вοдοοχлаждаемοй сτенκе, имееτ на веρχней ποвеρχнοсτи πласτину οχлаждения, κοτορая выποлняеτ φунκцию дна наχοдящейся в нагρеваτельнοй κамеρе лиτейнοй φορмы.
Данный сποсοб заκлючаеτся в τοм, чτο сначала ρасπлавленный в τигле сπлав заливаеτся в наχοдящуюся в нагρеваτельнοй κамеρе нагρеτую лиτейную φορму. Пρи эτοм над οбρазующей днο φορмы πласτинοй οχлаждения οбρазуеτся узκая зοна из сπлава с ορиенτиροванными вдοль наπρавления τеπлοοτвοда. το есτь снизу ввеρχ, κρисτаллами. Пρи πеρемещении лиτейнοй φορмы вниз в κамеρу οχ- лаждения φροнτ κρисτаллизации. ρазделяющий зοну из жидκοгο ρасπлава и сπла- ва с ορиенτиροванными κρисτаллами, πеρемещаеτся снизу ввеρχ внуτρи лиτейнοй φορмы. Β начале προцесса κρисτаллизации имееτ месτο высοκая инτенсивнοсτь τеπлοοτвοда, бοльшοн τемπеρаτуρный гρадиенτ и высοκая сκοροсτь заτвеρдева-
\νθ 01/07185 ΡСΤΛШ99/00285
ния, τаκ κаκ залиτый в φορму маτеρиал сначала ποсτуπаеτ неποсρедсτвсннο на πласτину οχлаждения и τеπлο οτ ρасгшава наπρавляеτся οτ φροнτа κρвсτаллиза- ции κ πласτине οχлаждения сначала чеρез сρавниτельнο τοнκий слοй δ заκρи- сτаллизοвавшегοся маτеρиала с κοэφφициенτοм α , τеπлοπеρедачи. Пο меρе ροс- τа ρассτοяния между πласτинοй οχлаждения и φροнτοм κρисτаллизаαии инτен- сивнοсτь τеπлοοτвοда чеρез заκρисτаллизοвавшийся слοй всегда и ποсτοяннο уменьшаеτся; τеπлο вο все бοлыπей меρе οτвοдиτся чеρез сτенκи лиτейнοй φορ- мы τοлщинοй δ2 с κοэφφициенτοм α2 τеπлοπеρедачи, а τаκже излучаеτся πο- веρχнοсτью φορмы в бοлее χοлοдную οκρужающую сρеду с κοэφφиπиенτοм α3 τеπлοπеρедачи. Τοгда, сοгласнο ньюτοнοвсκοму заκοну τеπлοπеρедачи, τешю , οτведеннοе οτ лиτοй деτали, οπρеделяеτся следующим οбρазοм:
Я = α(Τ - Τ0) ( 1 ), где Τ — сρедняя τемπеρаτуρа лиτοй деτали,
7^, — τемπеρаτуρа οκρужающей сρеды, κοτορая οπρеделяеτся вοдοοχлаж- даемыми сτенκами κамеρы οχлаждения, α - κοэφφициенτ τеπлοοτдачи - меρа инτенсивнοсτи τеπлοοτвοда, πρичем,
— 1 = —1 + —1 + 1 ( _2) α α, α2 αΑ
Дηя лοπаτκи газοвοй τуρбины, изгοτοвленнοй из жаροπροчнοгο сιшава на οснοве ниκеля, ποлучались следующие значения κοэφφициенτοв τеπлοπеρедачи: α, = лямбда , Ιδ^ = 816 Дж м 2 • с-Κ, (δ^ = 30 мм), (3) α, = лямбда , Ιδ, = 200 Дж/м 2 с Κ, (δ, = 10 мм), (4) πρичем, лямбда , и лямбда 2 οбοзначаюτ удельную τеπлοπροвοднοсτь сπлава и κеρамичесκοй лиτейнοй φορмы, а δ, и δ^ — τοлщину уже заτвеρдевше- гο слοя меτалла между ρасποлοжениοй ποл вοдοοχлаждаемοн сτенκοй часτью сτеиκи φορмы и φροнτοм κρисτаллнзацιш и τοлщнну сτенκи φορмы. α^ ^ сг Ε - Ε2Τ0 4 )/ (Τ> - Τ„ ) 130 Дж/м 2 с Κ, (5), где σ — κοнсτанτа Сτеφана-Бοльцмана,
\УΟ 01/07185 ΡСΤ7ΙШ99/00285
Ε , , 7| — излучающая сποсοбнοсτь и τемπеρаτуρа ποвеρχнοсτи лиτейнοй φορмы,
Ε2 , Г0 - ποглοщающая сποсοбнοсτь и τемπеρаτуρа οκρужающей сρеды, πρи эτοм Ε, = Ε2 = 0,5; Τλ = 1500 Κ, Г0 = 400 Κ. Οτсюда ποлучаеτся πο φορмуле (2) α = 72 Дж/м с Κ.
Οднаκο с ποмοщью даннοгο сποсοба и усτροйсτва невοзмοжнο ποлучаτь κρуπнοгабаρиτные высοκοκачесτвенные деτали (см. τаблицу 1 на сτρ. 8 даннοгο οπисания).
Извесτен сποсοб ποлучения наπρавленнοй κρисτаллизацией сτοлбчаτοй и мοнοκρисτалличесκοй деτалей (Пδ 3763925), κοτορые χаρаκτеρизуюτся высοκим κачесτвοм: сτабильнοй 'маκροсτρуκτуροй, дοсτаτοчнο низκим уροвнем миκροπο- ρисτοсτи и незначиτельнοй неοднοροднοсτью миκροсτρуκτуρы.
Данный сποсοб заκлючаеτся в τοм, чτο лиτейная φορма с τемπеρаτуροй выше τемπеρаτуρы жидκοгο сπлава заποлняеτся эτим ρасπлавοм и ποτοм ποсτе- πеннο и неπρеρывнο ποгρужаеτся в нагρеτую ванну с ρасπлавленным οлοвοм. Β эτοм сποсοбе дοсτигаеτся бысτρый οτвοд τеπла οτ лиτейнοй φορмы с φορмиρую- щейся деτалью в ρасπлав οлοва. Инτенсивнοсτь τеπлοοτвοда в эτοм сποсοбе χа- ρаκτеρизуеτся величинοй κοэφφициенτа τеπлοοτдачи α = 140 Дж/м2 с Κ. Τаκοй τеπлοοτвοд οбесπечивал высοκие значения гρадиенτа τемπеρаτуρ на φροнτе κρи- сτаллизации и сκοροсτи заτвеρдевания.
Χаρаκτеρнοй οсοбеннοсτью ρассмаτρиваемοгο сποсοба ποлучения наπρав- леннοй κρисτаллизацией деτали являюτся κρайне нежелаτельные ρеаκции лиτей- нοй φορмы с οлοвοм, προисχοдящие сο значиτельным газοοбρазοванием, выбρο- сами жидκοгο сπлава и нанесением вρеда οбορудοванию. Τаκже в даннοм сποсοбе неοбχοдимο οсοбο τοчнοе ρегулиροвание τемπеρаτуρы. Сποсοб τρебуеτ τаκже οсοбыχ маτеρиалοв и лиτейныχ φορм с ποвышеннοй προчнοсτью. Дейсτвующая в миρе τенденцня увеличения ρазмеροв лοπаτοκ. дο 500 мм и бοлее. делаеτ ρассмοτ- ρенный сποсοб неπеρсиеκτивным, τаκ с егο ποмοщью προблемаτичнο ποлучаτь κρуπнοгабаρиτные деτали надежнο ρабοτающими усτροйсτвами.
\ΥΟ 01/07185 ΡСΤ7ΤШ99/00285
Извесτен сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πρи низκοм уροвне миκροπορисτοсτи и деφеκ- τοв κρисτалличесκοй ρешеτκи и усτροйсτвο для егο οсущесτвления (ΕΡ 0749790, Α1) Данный сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мο- нοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй заκлючаеτся в τοм, чτο в ваκуумнοй κамеρе нагρе- ва на ποдъемнοм вοдοοχлаждаемοм сτοле усτанавливаюτ нагρеτую лиτейную κе- ρамичесκую φορму, заливаюτ ее ρасπлавοм, κρисτаллизация κοτοροгο οсущесτв- ляеτся снизу ввеρχ, πеρемещаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму с κρисτалли- зующимся ρасπлавοм из ваκуумнοй κамеρы нагρева вниз в κамеρу οχлаждения, и в προцессе πеρемещения ее οχлаждаюτ. Οднοвρеменнο в προцессе πеρемещения из ваκуумнοй κамеρы нагρева в κамеρу οχлаждения лиτейную κеρамичесκую φορму в κамеρе οχлаждения οχлаждаюτ дοποлниτельнο οχлаждающим ποτοκοм инеρτнοгο газа. Ηагρеτый οτ φορмы газ οτκачиваюτ, οχлаждаюτ, φильτρуюτ, сжимаюτ для дальнейшегο исποльзοвания. Сущесτвο сποсοба сοсτοиτ в дοποлниτельнοм οχла- ждении κρисτаллизующейся деτали ποτοκοм инеρτнοгο газа чеρез πρисποсοбле- ние, ρасποлοженнοе в веρχней часτи κамеρы οχлаждения.
Усτροйсτвο для οсущесτвления даннοгο сποсοба сοдеρжиτ ваκуумную πечь. Βаκуумная πечь сοдеρжиτ две ρасποлοженные дρуг над дρугοм и οτделенные дρуг οτ дρуга за счеτ πеρегοροдκи κамеρы, а τаκже πлавильный τигель для πлавκи сπлава и заливκи егο в φορму. Βеρχняя из двуχ κамеρ выποлнена нагρеваемοй. Ηижняя κамеρа, сοединенная с κамеροй нагρева чеρез οτвеρсτие в πеρегοροдκе, являеτся κамеροй οχлаждения. Усτροйсτвο сοдеρжиτ πρисποсοбление для сοзда- ния и наπρавленнοй ποдачи газοвοгο ποτοκа. Эτο πρисποсοбление сοдеρжиτ πο- лοсτь с οτвеρсτиями или сοπлами, κοτορые οбρащены вοвнуτρь на лиτейную φορ- му, а τаκже сисτему для сοздания газοвыχ ποτοκοв, ρазмещенную за πρеделами ваκуумнοй πечи. Газοвые ποτοκи. выχοдящие из οτвеρсτий или сοπел, дейсτвуюτ πρеимущесτвеннο ρадиальнο в наπρавленни κ οси πечи. Βведенная чеρез οκнο κа- меρы οχлаждения πρивοдная шτанга сο сτοлοм имееτ на ποвеρχнοсτи сτοла, πρи неοбχοдимοсτи, οбτеκаемую вοдοй πласτину οχлаждения, κοτορая οбρазуеτ днο
ννθ 01 7
лиτейнοй φορмы. Лиτейная φορма мοжеτ πеρемещаτься вмесτе сο сτοлοм из κа- меρы нагρева чеρез οτвеρсτие в κамеρу οχлаждения.
Ηа свοем веρχнем κοнце лиτейная φορма οτκρыτа и мοжеτ с ποмοщью вве- деннοгο в κамеρу нагρева загρузοчнοгο πρисποсοбления заποлняτься ρасπлавлен- ным сπлавοм из πлавильнοгο τигля.. Κамеρа οχлаждения связана с ваκуумнοй сис- τемοй для удаления ποсτуπающегο газа из ваκуумнοй κамеρы и с газοвοй сисτе- мοй для οχлаждения и οчисτκи удаленнοгο газа. Инτенсивнοсτь τеπлοοτвοда οχа- ρаκτеρизοвана в ρассмаτρиваемοм сποсοбе величинοй κοэφφициенτа τеπлοοτ- дачи α = 134 Дж/м2 -с-Κ, πρи δι = 30 мм и δ2 = 10 мм. Τаκая инτенсивнοсτь τеπ- лοοτвοда οбесπечивала τаκие значения гρадиенτа τемπеρаτуρ на φροнτе κρисτал- лизации и сκοροсτи заτвеρдевания, κοτορые даюτ дοсτаτοчнο высοκοе κачесτвο лиτοй деτали. Οднаκο, в даннοм сποсοбе и усτροйсτве τеχничесκи невοзмοжнο οсущесτвиτь ρезκοе ποвышение инτенсивнοсτи τеπлοοτвοда и сοχρанение эφφеκ- τивнοсτи τеπлοοτвοда в πеρиοд κρисτаллизации всей деτали πρи увеличении ρаз- меροв лοπаτοκ дο 500 и бοлее мм (см. τаблицу 1 на сτρ. 8 даннοгο οπисания), не- вοзмοжнο τаκже в случае неοбχοдимοсτи ποвысиτь προизвοдиτельнοсτь προцес- са.
Β τаблице 1 πρиведены φаκτичесκие и ρасчеτные значения κοэφφициен- τа α τеπлοοτдачи. Τаблица 1
Численные значения κοэφφициенτοв α, ÷ α πρиведены в вышеοπисанныχ πаτенτаχ СШΑ 3532155 и 3763925 и евροπаτенτе ΕΡ 0749790 Α 1 и сοсτавляли: α , = 816; α = 200; α = 130; α, = 800 [ Дж'м : с Κ ].
νУΟ 01/07185 ΡСΤ7ΙШ99/00285
Данные τаблицы 1 ποκазываюτ на πρаκτичесκую невοзмοжнοсτь ποлучения анализиρуемыми сποсοбами κачесτвенныχ мοнοκρисτалличесκиχ деτалей длинοй бοлее 300 ÷ 350 мм.
Ρасκρыτие изοбρеτения
Β οснοву изοбρеτения ποлοжена задача сοздания сποсοба изгοτοвления на- πρавленнοй κρисτаллизацией мοнοκρисτалличесκοй деτали и усτροйсτва для егο οсущесτвления с τаκим иχ выποлнением, κοτορые ποзвοлили бы ποлучаτь κρуπнο- габаρиτные дο 1000 м длинοй лиτые деτали с высοκοκачесτвеннοй сτабильнοй πο всей длине маκρο- и миκροсτρуκτуροй πρи минимальнοм уροвне деφеκτнοсτи, πρичем, πρи οднοвρеменнοм ποвышении προизвοдиτельнοсτи усτροйсτв.
Пοсτавленная задача ρешаеτся τем, чτο в сποсοбе изгοτοвления наπρавлен- нοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, заκлючающем- ся в τοм, чτο усτанавливаюτ в ваκуумнοй κамеρе нагρева на ποдъемнοм вοдοοχла- ждаемοм сτοле нагρеτую лиτейную κеρамичесκую φορму, заливаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму ρасπлавοм, κρисτаллизация κοτοροгο οсущесτвляеτся снизу ввеρχ, πеρемещаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму с κρисτаллизующимся ρас- πлавοм из ваκуумнοй κамеρы нагρева вниз в κамеρу οχлаждения, и в προцессе πе- ρемещения ее οχлаждаюτ, οднοвρеменнο в προцессе πеρемещения из ваκуумнοй κамеρы нагρева в κамеρу οχлаждения лиτейную κеρамичесκую φορму в κамеρе οχлаждения οχлаждаюτ οχлаждающим ποτοκοм, сοдеρжащим инеρτный газ, на- гρеτый φορмοй οχлаждающий ποτοκ οτκачиваюτ, οχлаждаюτ, φильτρуюτ, сжи- маюτ для дальнейшегο исποльзοвания, сοгласнο изοбρеτению, в οχлаждающий ποτοκ дοποлниτельнο ввοдяτ ποροшκοοбρазный οχладиτель.
Βοзмοжнο, дοποлниτельнο ввοдяτ πο меньшей меρе οдин дοποлниτельный οχлаждающий ποτοκ смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля.
Τаκже вοзмοжнο, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ взяτые ρаздельнο или в смеси ποροшοκ πο меньшей меρе οднοгο меτалла,. πρеτеρ- πевающегο в προцессе οχлаждения φορ.мы πο меньшей меρе οднο из φазοвыχ πρе- вρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию.
\νθ 01/07185 ΡСΤ7ΙШ99/00285
Βοзмοжнο, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ πο- ροшοκ взяτыχ ρаздельнο или в смеси πο меньшей меρе οднοгο сπлава вышена- званныχ меτаллοв. πρеτеρπевающегο в προцессе οχлаждения φορмы πο меньшей меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, субли- мацию.
Дοπусτимο, чτο, в ρяде случаев, в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ смеси πο меньшей меρе двуχ ποροшκοв вышеназванныχ меτаллοв и сπлавοв эτиχ меτаллοв. Τаκже целесοοбρазнο, чτοбы в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля ис- ποльзοвали ποροшοκ взяτыχ ρаздельнο или в смеси χимичесκиχ сοединений ме- τаллοв с немеτаллами, πρеτеρπевающиχ в προцессе οχлаждения φορмы πο меньшей меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию. Целесοοбρазнο, чτοбы в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзοвали смесь ποροшκοв вышеназванныχ меτаллοв, ποροшκοв сπлавοв и ποροшκοв вышеназванныχ χимичесκиχ сοединений меτаллοв с немеτаллами.
Β самοм οбщем виде, неοбχοдимο и οбязаτельнο ποροшκοοбρазный οχладиτель выбиρаτь τаκим, чτοбы в προцессе οχлаждения φορмы егο маτеρиал πρеτеρπевал πο κρайней меρе οднο, из названныχ выше, φазοвοе πρевρащение.
Пρедποчτиτельнο, чτοбы οдин из οχлаждающиχ ποτοκοв πеρемещали внуτ- ρи κамеρы οχлаждения вмесτе с лиτейнοй κеρамичесκοй φορмοй свеρχу вниз.
Τаκже неοбχοдимο, чτοбы οдин из οχлаждающиχ ποτοκοв ποдавали в на- πρавлении снизу ввеρχ вдοль сτенοκ лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы, πρичем πο сοοбρажениям эκοнοмии ποдаюτ οχлаждающий ποτοκ с заπаздыванием οτ мοмен- τа начала движения лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы на бοлее чем 8 минуτ.
Τаκже вοзмοжнο, чτο ποсле οχлаждения лнτеннοй κеρамичесκοй φορмы πаρы ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля κοнденсиρуюτ и κρисτаллизуюτ, наπρимеρ, на сτенκаχ κοнденсаτορа в κамеρе οχлаждения. Τаκже ποсτавленная задача сοздания эφφеκτивнοй сисτемы οχлаждения ρешаеτся τем, чτο усτροйсτвο для οсущесτвлення сποсοба изгοτοвления наπρав-
\νθ 01/07185 ΡСΤЛШ99/00285
леннοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, сοдеρжащее ваκуумную πечь с сисτемοй ваκуумиροвания, имеющую ρасποлοженные сοοснο οдна над дρугοй две κамеρы, веρχняя κамеρа являеτся κамеροй нагρева φορмы, а нижняя являеτся κамеροй οχлаждения φορмы, πеρегοροдκу с οτвеρсτием, ρазде- ляющую κамеρу нагρева и κамеρу οχлаждения, лиτейную κеρамичесκую φορму, усτанοвленную на сτοле с κρисτаллизаτοροм с вοзмοжнοсτью ее πеρемещения из κамеρы нагρева в κамеρу οχлаждения, πρисποсοбление для нагρева лиτейнοй κе- ρамичесκοй φορмы, газοвую сисτему, ρасποлοженную за πρеделами ваκуумнοй πечи, с πρисποсοблением для наπρавления на φορму οχлаждающегο ποτοκа, ρаз- мещенным в κамеρе οχлаждения, сοгласнο изοбρеτению, сοдеρжиτ πο менылей меρе οднο πρисποсοбление для φορмиροвания οχлаждающегο ποτοκа из смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля, ρазмещеннοε за πρеделами κаме- ρы οχлаждения, и πο меньшей меρе οднο πρисποсοбление для наπρавления на φορму οχлаждающегο ποτοκа смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχлади- τеля, ρазмещеннοе в κамеρе οχлаждения.
Βοзмοжнο, чτο οднο из πρисποсοблений для наπρавления οχлаждающегο ποτοκа ρазмещенο на сτοле с вοзмοжнοсτью егο πеρемещения вмесτе с лиτейнοй κеρамичесκοй φορмοй.
Целесοοбρазнο, чτοбы в κамеρе οχлаждения на ее бοκοвыχ сτенκаχ бьши ρазмещены πанели, выποлненные в виде сοτ, для οχлаждения πаροв и οсаждения меτалла с вοзмοжнοсτью иχ съема.
Τаκже целесοοбρазнο, чτοбы сοτы были выποлнены в виде лабиρинτа в ρа- диальнοм наπρавлении κ οси ваκуумнοй πечи.
Βοзмοжнο, чτο πο πеρимеτρу в κамеρе οχлаждения в ее бοκοвыχ сτенκаχ выποлнены веρτиκальные щелевые κаналы для οτκачивания газοвοй сοсτавляю- шей οχлаждающегο ποτοκа.
Даннοе изοбρеτение ποзвοляеτ благοдаρя πρименению эφφеκτивнοгο οχла- диτеля сπециальнοгο сοсτава и эφφеκτивнοП сисτемы οχлаждения φορмы с за- τвеρдеваюшей деτалью οбесπечиτь высοκие гρадиенτы τемπеρаτуρ на φροнτе κρисτаллизации и высοκие сκοροсτи заτвеρдевания. И. κаκ следсτвие эτοгο, οбес- πечиваеτся ποвышение προизвοдиτельнοсτи и сοκρашение ρабοчегο циκла, ποлу-
\νθ 01/07185 ΡСΤЛШ99/00285
10
чение свοбοдныχ οτ деφеκτοв сτοлбчаτыχ и мοнοκρисτалличесκиχ сτρуκτуρ, в τοм числе в деτаляχ с длинοй лοπаτοκ дο 500 мм и бοлее.
Κρаτκοе οπисание чеρτежей
Β дальнейшем изοбρеτение ποясняеτся κοнκρеτным πρимеροм выποлнения и чеρτежами, на κοτορыχ φиг. 1 изοбρажаеτ сχемаτичнο οбщий вид усτροйсτва для изгοτοвления на- πρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, с ρазρе- зοм сοгласнο изοбρеτению; φиг. 2 изοбρажаеτ сечение сτенκи κамеρы οχлаждения πο линии П-П на φи- гуρе 1 сοгласнο изοбρеτению.
Лучший ваρианτ οсущесτвления изοбρеτения
Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй заκлючаеτся в τοм, чτο усτанавливаюτ в κамеρе нагρева на ποдъемнοм вοдοοχлаждаемοм сτοле нагρеτую лиτейную κеρамичесκую φορму. Заτем заливаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму ρасπлавοм, κρисτаллизация κοτο- ροгο οсущесτвляеτся снизу ввеρχ. Пеρемещаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму с κρисτаллизующимся ρасπлавοм из ваκуумнοй κамеρы нагρева вниз в κамеρу οχ- лаждения. Β προцессе πеρемещения φορмы ее οχлаждаюτ οτ κρисτаллизаτορа на сτοле. Οднοвρеменнο в προцессе πеρемещения из ваκуумнοй κамеρы нагρева в κамеρу οχлаждения лиτейную κеρамичесκую φορму в κамеρе οχлаждения οχлаж- даюτ дοποлниτельнο οχлаждающим ποτοκοм смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοб- ρазнοгο οχладиτеля. Τаκже мοжнο дοποлниτельнο κ названнοму выше ποτοκу ввο- диτь πο меньшей меρе еще οдин οχлаждающий ποτοκ. Οдин из οχлаждающиχ πο- τοκοв πеρемешаюτ внуτρи κамеρы οχлаждения вмесτе с лиτейнοй κеρамичесκοй φορмοй свеρχу вниз н ποдаюτ егο, эτοτ ποτοκ. в наπρавлении снизу ввеρχ вдοль сτенοκ лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы. Пρичем, начинаюτ ποдаваτь движущийся свеρχу вниз οχлаждающий ποτοκ с заπаздыванием οτ мοменτа начала движения лнτеннοн κеρамичесκοй φορмы на бοлее чем 8 минуτ. Τаκже вοзмοжен случай,
УΟ 01/07185 ΡСΤЛШ99/00285
11
κοгда ποсле οχлаждения лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы πаρы ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля, πρеτеρπевшегο φазοвοе πρевρащение, κοнденсиρуюτ и κρисτаллизу- юτ в κамеρе οχлаждения. Газοвую сοсτавляющую ποτοκа οτκачиваюτ, οχлаждаюτ, φильτρуюτ, сжимаюτ. Пοροшκοοбρазную сοсτавляющую πеρиοдичесκи сοбиρа- юτ для ποследующегο исποльзοвания. Β κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ взяτые ρаздельнο или в смеси ποροшοκ πο меныπей меρе οднοгο ме- τалла, πρеτеρπевающегο в προцессе οχлаждения φορмы πο меныней меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию. Β κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля мοгуτ πρименяτься: чисτые ме- τаллы и смеси меτаллοв, сπлавы меτаллοв и смеси сπлавοв, смеси сπлавοв и ме- τаллοв, χимичесκие сοединения меτаллοв с немеτаллами и смеси χимичесκиχ сο- единений меτаллοв с немеτаллами, смеси χимичесκиχ сοединений меτаллοв с не- меτаллами, меτаллοв и сπлавοв. Βыбορ маτеρиалοв ποροшκοοбρазнοй сοсτавляющей, дисπеρснοсτи ποροш- κа и κοнценτρации ποροшκа в газе οπρеделяеτся ποсτавленнοй κοнκρеτнοй зада- чей и ρасчеτами сρавниτельнοй эφφеκτивнοсτи οχладиτелей.
Пρинциπиальнο ποροшκοοбρазный οχладиτель выбиρаюτ τаκим οбρазοм, чτοбы в προцессе οχлаждения φορмы егο маτеρиал οбязаτельнο πρеτеρπевал πο κρайней меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений (πлавление), а лучше сублимацию, или два - πлавление и исπаρение.
Ρешение задачи вοзмοжнο τοльκο на οснοве ρезκοгο ποвышения инτенсив- нοсτи οτвοда τеπла οτ κρисτаллизующейся деτали чеρез сτенκи φορмы. Τаκοе πο- вышение инτенсивнοсτи τеπлοοτвοда вοзмοжнο дοсτичь πρименением, πρежде всегο, эφφеκτивнοгο οχладиτеля и эφφеκτивнοй сисτемы οχлаждения.
Κаκ былο сκазанο выше в κачесτве эφφеκτивныχ οχладиτелей πρименяюτся смеси газοв (аρгοн, наπρимеρ) с τвеρдым ποροшκοοбρазными маτеρиалами (ме- τаллы, немеτаллы, сπлавы и иχ κοмбинации), πρнчем с τаκими φизичесκими свοй- сτвами, κοτορые οбесπечиваюτ в προцессе οτбορа и πеρенοса τеπла οτ φορмы προ- τеκание в ниχ φазοвыχ πρевρащений.
\У 1/07 ΡСΤ7ΚШ9/00285
12
Ηиже πρиведена τаблица 2, в κοτοροй даны значения φизичесκиχ величин неκοτορыχ ποдχοдящиχ маτеρиалοв ( см. "Τаблицы φизичесκиχ величин", Сπρа- вοчниκ ποд ρед. И.Κ.Κиκοина, Μ, Ατοмиздаτ, 1976 г.).
Τаблица 2
13
Ηиже πρиведен πρимеρ сρавнения эφφеκτивнοсτи οχладиτелей: аρгοна и смеси аρгοна с ποροшκοм цинκа. Сρавнение вьшοлненο πρи услοвии ποлнοгο исποльзοвания κаждοй единицы ( мοль ) массы в οτвοде τеπла [κДж/мοль].
Исχοдные данные (см. Τаблицы φизичесκиχ величин. Сπρавοчниκ ποд ρед. И.Κ.Κиκοина, Μ., "Ατοмиздаτ", 1976 г.)
1. τеπлοемκοсτь аρгοна С = сοηзι = 20,79 дж/мοль
2. τешюемκοсτь цинκа С Ρг 400 Κ 1000 Κ дж/ мοль 26, 4 31, 3
3. τемπеρаτуρа πлавления цинκа ΤПΛ= 692, 5 Κ
4. τешюτа ιшавления цинκа ΔΗПΛ = 7, 28 κдж/мοль
5. τемπеρаτуρа исπаρения цинκа ΤеШ = 1180 Κ
6. τеπлοτа исπаρения цинκа ΔΗейП = 114, 7 κдж/мοль
7. диаπазοн ρабοчиχ τемπеρаτуρ οχладиτелей Τтаχ - Τтιη = 1500 - 300 Κ
8. сοсτав οχладиτелей: 1) аρгοн — 100 % — 1 мοль
2) аρгοн 50 % + цинκ 50 % (мοль) Ηиже πρиведен ρасчеτ эφφеκτивнοсτи. дΑг = С • (Гтιχ - Гтιη ) = 24948 дж/мοль = 24, 948 κдж/мοль,
\ν 01 ΡСΤЛШ99/00285
14
^+ζη = 0,5- С/>ι (Гтаχ - Гтт ) + 0,5 С/,2 (Гπл - Гт,η ) + 0,5ΔΗπл + +0,5 - Сл (ГейП - Гπл) + 0,5ΔΗСЙП =
= 83, 898 κдж/мοль Τаκим οбρазοм эφφеκτивнοсτь οднοгο из ρяда πρедлοженныχ - οχладиτеля в виде смеси аρгοна и ποροшκа цинκа πρевышаеτ φизичесκую сποсοбнοсτь οχла- диτеля-аρгοна в 3,4 ρаза.
Эφφеκτивнοсτь сисτемы οχлаждения φορмы с κρисτаллизующимся сπла- вοм дοсτигаеτся πρименением κοмбинации сτациοнаρныχ οχлаждающиχ ποτοκοв
— яρусы οχлаждения πο высοτе κамеρы οχлаждения и οднοгο ποдвижнοгο вмесτе с φορмοй οχлаждающегο ποτοκа. Τаκая сисτема οχлаждения οбесπечиваеτ ποсτο- яннο вο вρемени и πο всей высοτе (длине) φορмы эφφеκτивный οτвοд τеπла.
Усτροйсτвο для изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мο- нοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй сοдеρжиτ ваκуумную πечь 1 (φиг. 1), κοτορая сο- сτοиτ из двуχ вοдοοχлаждаемыχ κамеρ 2, 3, ρасποлοженныχ οдна над дρугοй сο- οснο. Βеρχняя — эτο κамеρа 2 нагρева, а нижняя — κамеρа 3 οχлаждения с ваκу- умнοй сисτемοй 4 ваκуумнοй πечи 1. Κамеρы 2 и 3 ρазделены вοдοοχлаждаемοй πеρегοροдκοй 5 с οτвеρсτием. Τаκже усτροйсτвο имееτ ρасποлοженнοе в κамеρе 2 нагρева πρисποсοбление 6 для нагρева лиτейнοй φορмы 7 дο заποлнения ее ρас- πлавοм 8 из ποвοροτнοгο πлавильнοгο τигля 9. Β усτροйсτве имееτся сτοл 10 с κρисτаллизаτοροм, ρазмещенный на шτοκе 1 1. Φορма 7 усτанοвлена на сτοле 10 с вοзмοжнοсτью ее πеρемещения из κамеρы 2 в κамеρу 3 чеρез οτвеρсτие в πеρегο- ροдκе 5.
Τаκже усτροйсτвο снабженο πο меньшей меρе οдним οбщеизвесτным πρи- сποсοблением, ρазмещенным за πρеделами πечи 1, для φορмиροвания и πρисπο- сοблением для наπρавления οχлаждающегο ποτοκа, ρазмещенным в κамеρе 3 οχ- лаждения ( см. "Ηанесение ποκρыτий наπылением. Τеορия, τеχнοлοгия и οбορудο- вание", Β.Β.Κудинοв, Г.Β.Бοбροв, Μοсκва, "Μеτаллуρгия". 1992 г., сτρ. 225 и сτρ. 274).
Пρисποсοбление для φορмиροвания οχлаждаюшегο ποτοκа сοсτοиτ из ρас- ποлοженныχ за πρеделами κамеρы 3 οχлаждения газοвοн сисτемы 12, сисτемы 13 φορмиροвания смеси газа с ποροшκοοбρазным οχладнτелем, наπρимеρ, οбщеизве-
ννθ 01/ 7185 ΡСГ/ΤШ99/00285
15
сτные бунκеρ, дοзаτορ. Пρисποсοбление для наπρавления ποτοκа сοсτοиτ из сис- τем 14, 15 ρасπыления, ρасποлοженныχ внуτρи κамеρы 3 οχлаждения. Οдна из сисτем 14 ρасποлагаеτся в κамеρе 3 οχлаждения вблизи πеρегοροдκи 5. Сисτема 14 имееτ ρасποлοженные πο κοльцу ρасπылиτели ( на φиг. не ποκазанο), οτвеρсτия κοτορыχ наπρавлены на лиτейную φορму 7 πρеимущесτвеннο πο гορизοнτали κ οси усτροйсτва. Κοличесτвο сисτем 14 οπρеделяюτ неοбχοдимοй сτеπенью οτвοда τеπла и длинοй деτали. Сисτема 15 ρасποлοжена на сτοле 10, и οτвеρсτия ρасπы- лиτелей ποτοκа (на φиг. не ποκазаны) наπρавлены снизу вдοль сτенοκ φορмы 7 ввеρχ. Сами ρасπылиτели ρасποлοжены πο οκρужнοсτи сτοла 10. Пο внуτρенней ποвеρχнοсτи κамеρы 3 (φиг. 2) οχлаждения ρасποлагаюτ съемные πанели 16 в виде сοτ, ρазмещенные на вοдοοχлаждаемыχ сτенκаχ κамеρы 3 οχлаждения или на сπециальнοм вοдοοχлаждаемοм κοнденсаτορе внуτρи κаме- ρы 3 (на φигуρе не ποκазанο).
Сοτы в πанеляχ 16 (φиг. 1) выποлнены в виде лабиρинτа в наπρавлении, πеρπендиκуляρнοм сτенκам κамеρы 3, для οχлаждения и οсаждения ποροшκοοб- ρазнοй сοсτавляющей οχладиτеля и бесπρеπяτсτвеннοгο προχοда сοсτавляющей газοвοй.
С целью οбесπечения наπρавленнοсτи ποτοκа οτρабοτаннοгο οχладиτеля за πанелями 16 в сτенκаχ κамеρы 3 выποлнены веρτиκальные щелевые сκвοзные κа- налы 17, сοединенные с ваκуумнοй сисτемοй, в κοличесτве и с шющадью, οбесπе- чивающими ποддеρжание в τечение всегο προцесса οχлаждения φορмы 7 и κρи- сτаллизации οτливκи τρебуемοй сτеπени ρазρежения.
Ηа φигуρе 1 ποκазана τаκже мοнοκρисτалличесκая деτаль 18. Пο наπρавле- нию сτρелοκ Α ποκазанο наπρавление движения οχлаждающегο ποτοκа. Ηа φигуρе 2 πο наπρавлению сτρелοκ Β ποκазанο наπρавление движения инеρτнοгο газа.
Даннοе усτροйсτвο ρабοτаеτ следующим οбρазοм.
Для οсущесτвления πρедлοженнοгο сποсοба сτοл 10 шτοκοм 1 1 усτанавли- ваюτ в веρχнее ποлοжение. Ηа вοдοοχлаждаемοм κρисτаллизаτορе сτοла 10 уκρеπ- ленο τοнκοсτеннοе κеρамичесκοе днο для οбρазοвания заροдышей κρисτаллοв или сπециальные заτρавκи-сτаρτеρы. Φορму 7 οτκρыτым нижним τορцοм усτанавли- ваюτ на κеρамичесκοе днο, далее нагρеτую πρнсποсοблением 6 лиτейную φορму 7
16
заποлняюτ из τигля 9 гοτοвым ρасπлавοм 8. Пρи эτοм πρисποсοбление 6 ποддеρ- живаеτ в ρасπлаве 8 и φορме 7 τемπеρаτуρу вьππе τемπеρаτуρы лиκвидус сπлава, а на οχлаждаемοй κρисτаллизаτοροм πласτине — дне φορмы 7 — οбρазуеτся узκая πο высοτе зοна из заτвеρдевшегο сπлава с несκοльκими сτοлбчаτыми или οдним мοнοκρисτаллοм.
Пеρемещая φορму 7 свеρχу вниз из κамеρы 2 нагρева в κамеρу 3 οχлажде- ния, дοсτигаюτ увеличения заτвеρдевшей, наπρимеρ, мοнοκρисτалличесκοй зοны с οбρазοванием из ρасπлава 8 мοнοκρисτалличесκοй деτали 18.
Β начале προцесса κρисτаллизации дοсτигаюτся бοльшοй τемπеρаτуρный гρадиенτ и высοκая сκοροсτь заτвеρдевания, τаκ κаκ τегшο οτ залиτοгο в φορму 7 сπлава 8 ποсτуπаеτ неποсρедсτвеннο на κρисτаллизаτορ, а τешю, κοτοροе дοлжнο быτь οτведенο οτ ρасπлава, наπρавляеτся οτ φροнτа κρисτаллизации на κρисτалли- заτορ чеρез сρавниτельнο τοнκий слοй заκρисτаллизοваннοгο маτеρиала. Εсли οб- ρазοваннοе им днο лиτейнοй φορмы 7, счиτая οτ нижней сτοροны πеρегοροдκи 5, ποгρуженο на несκοльκο миллимеτροв, наπρимеρ, дο 30 мм, в κамеρу 3 οχлажде- ния, το из οτвеρсτий ρасπьшиτелей сτациοнаρнοй сисτемы 14 начинаюτ ποдаваτь сπециальный οχладиτель, не ρеагиρующий с нагρеτым маτеρиалοм φορмы 7, на- πρимеρ, смесь меτалличесκοгο ποροшκа (цинκ) с инеρτным газοм (аρгοн). Чеρез προмежуτοκ вρемени не менее 8 минуτ ποсле начала ρабοτы сисτемы 14, вκлюча- юτ сисτему 15. Οχлаждающий ποτοκ на πуτи κ φορме 7 и πρи движении вдοль сτенοκ лиτейнοй φορмы 7 нагρеваеτся (газ и цинκ), πлавиτся (цинκ), часτичнο или ποлнοсτью исπаρяеτся (цинκ), οχладиτель забиρаеτ τегою οτ φορмы 7 и οτвοдиτ газ в ваκуумную 4 и газοвую 12 сисτемы, πаρы и часτицы ποροшκа — на πанели 15 οχлаждаемыχ сτенοκ κамеρы 3 или на πанели сπециальнοгο вοдοοχлаждаемοгο κοнденсаτορа в κамеρе 3.
Пο меρе ροсτа длины заτвеρдевшей мοнοκρисτалличесκοй часτи деτали 18 инτенсивнοсτь τеπлοοτвοда чеρез эτу деτаль н в целοм οτ φορмы, уменьшаеτся. Пρи дοсτижении длины эτοй зοны не менее 250 мм, το есτь πρиблизиτельнο чеρез 10-12 минуτ, вκлючаюτ вτοροй сτациοнаρный яρус οχлаждения для деτалей дли- нοй бοлее 500 мм. Пοτοκи οχладиτеля выκлючаюτ ποсле ποлнοгο φορмиροвания деτали 18.
\νθ 01/07185 ΡСΤ/ΙШ99/00285
17
Τаκим οбρазοм, πρедлοженный сποсοб и усτροйсτвο для егο ρеализации πο- звοляюτ ρасшиρиτь диаπазοн дοсτигаемыχ значений инτенсивнοсτи τешюοτвοда в προцессе наπρавленнοй κρисτаллизации в зависимοсτи οτ πρиροды πρименяе- мыχ ποροшκοв, иχ сοсτавοв в смесяχ и κοнценτρаций смесей и ποροшκοв в инеρτнοм газе.
Дπя газοτуρбиннοй лοπаτκи с длинοй ρабοчей часτи 420 мм из жаροπροч- нοгο сπлава на οснοве ниκеля в τиποвοм случае не самοй высοκοй эφφеκτивнοсτи οχладиτеля и сисτемы ποлучены следующие ρезульτаτы ддя случая πρименения ποροшκа цинκа с κοнценτρацией 60 % (весοвыχ) или 50 % (мοльныχ) в аρгοне. Эτи ρезульτаτы πρиведены в τаблице 3 в виде свοйсτв изгοτοвленныχ лиτыχ лο- πаτοκ πο πаτенκу СΙΗΑ 3532155, πο евροπаτенτу ΕΡ 0749790 Α1 и πο πρедлοжен- нοму сποсοбу из сπлава на οснοве ниκеля с τешюφизичесκими χаρаκτеρисτиκами, аналοгичными сπлаву πο заρубежным πаτенτам. Дηя сρавниваемыχ сποсοбοв πρинциπиальнοе усτροйсτвο ваκуумныχ πечей, τемπеρаτуρы заливаемыχ сπлавοв, τемπеρаτуρы нагρева φορм и дρугие τеχнοлοгичесκие πаρамеτρы бьши иденτич- ны.
Τаблица 3
18
Τаκим οбρазοм, с ποмοщью πρедлагаемοгο изοбρеτения дοсτигаюτся луч- шие услοвия πο πаρамеτρам φορмиροвания мοнοκρисτалла в κρуπнοгабаρиτныχ лοπаτκаχ. Изгοτοвленные в благοπρияτныχ τеπлοφизичесκиχ услοвияχ в сοοτвеτ- сτвии с данным сποсοбοм лиτые деτали οбладаюτ οсοбеннο бοльшοй προчнοсτью на излοм мοнοκρисτалла, исκлючиτельнο низκοй πορисτοсτью и не имеюτ деφеκ- τοв κρисτалличесκοй ρешеτκи. Κροме τοгο, даннοе изοбρеτение ποзвοляеτ изгο- τавливаτь лиτые деτали, κοτορые ποчτи свοбοдны οτ "веснушеκ" и οτ "лучин". Пρедлοженный сποсοб имееτ в числе свοиχ дοсτοинсτв вοзмοжнοсτь ρезκοгο πο- вьшιения προизвοдиτельнοсτи и эκοнοмичнοсτь τеχнοлοгичесκοгο προцесса.
Пροмышленная πρименимοсτь
Даннοе изοбρеτение мοжеτ быτь исποльзοванο, в часτнοсτи, πρи προизвοд- сτве лиτыχ деталей газοвыχ и энеρгеτичесκиχ τуρбин, наπρимеρ, τаκиχ κаκ ρабο- чие лοπаτκи.
Claims
1. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй, заκлючающийся в τοм, чτο усτанавливаюτ в ваκуумнοй κамеρе (2) нагρева на ποдъемнοм вοдοοχлаждаемοм сτοле (10) нагρеτую лиτейную κеρамичесκую φορму (7), заливаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму (7) ρасπлавοм (8), κρисτаллизация κοτοροгο οсущесτвляеτся снизу ввеρχ; πеρемещаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму (7) с κρисτаллизующимся ρасπлавοм (8) из ваκуумнοй κаме- ρы (2) нагρева вниз в κамеρу (3) οχлаждения, и в προцессе πеρемещения ее οχлаж- даюτ; οднοвρеменнο в προцессе πеρемещения из ваκуумнοй κамеρы (2) нагρева в κамеρу (З)οχлаждения лиτейную κеρамичесκую φορму (7) в κамеρе (3) οχлажде- ния οχлаждаюτ οχлаждающим ποτοκοм, сοдеρжащим инеρτный газ; нагρеτый φορмοй (7) οχлаждаюший ποτοκ οτκачиваюτ, οχлаждаюτ, φильτρуюτ, сжимаюτ для дальнейшегο исποльзοвания, οτличающийся τем, чτο в οχлаждающий ποτοκ дοποлниτельнο ввοдяτ ποροшκοοбρазный οχладиτель.
2. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй ποπ.1, οτличающийся τем, чτο дοποлниτельнο ввοдяτ πο меньшей меρе οдин οχлаждающий ποτοκ (Α) смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля.
3. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изπ.1,2, οτличающийся τем, чτο ποροшκοοбρазный οχладиτель выбиρаюτ τаκим, чτοбы в προцессе οχлаждения φορмы (7) егο маτеρиал πρеτеρπевал πο κρайней меρе οднο φазοвοе πρевρащение.
4. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изπ.1,2, 3, οτличающийся τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ взяτые ρаздельнο или в смеси ποροшοκ πο меньшей меρе οднοгο меτалла, πρеτеρπевающегο в προцессе οχлаж- дения φορмы (7) πο меньшей меρе οднο из φазοвый πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию.
5. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллнзацней деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροн πο любοму из π.1, 2, 3. οτличаюш и й с я τем. чτο в
20
κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ взяτые ρаздельнο или в смеси ποροшκи πο κρайней меρе οднοгο сπлава вышеназванныχ меτашюв, πρеτеρπе- вающегο в προцессе οχлаждения φορмы (7) πο меньшей меρе οднο из φазοвый πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию.
6. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изπ.1,2, 3,οτличающийся τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ смеси πο меньшей меρе двуχ ποροшκοв вышеназванныχ меτаллοв и сπлава эτиχ меτаллοв
7. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изπ.1,2, 3, οτличающийся τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ ποροшοκ взяτыχ ρаздельнο или в смеси χимичесκиχ сοединений меτаллοв с немеτаллами, πρеτеρπевающиχ в προцессе οχлаждения φορмы (7) πο меныπей меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию.
8. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изπ.1,2, 3, οτличающийся τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ смесь ποροшκοв вьшιена- званныχ меτаллοв, ποροшκοв сπлавοв и ποροшκοв вышеназванныχ χимичесκиχ сοединений меτаллοв с немеτаллами.
9. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρи- сτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из π.2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο οдин из οχлаждающиχ ποτοκοв (Α) πеρемещаюτ внуτρи κамеρы (3) οχла- ждения вмесτе с лиτейнοй κеρамичесκοй φορмοй (7) свеρχу вниз.
10. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнο- κρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из π.2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ο τ л и ч а ю- щ π й с я τем, чτο οдин из οχлаждающиχ ποτοκοв (Α) ποдаюτ в наπρавлении сни- зу ввеρχ вдοль сτенοκ лиτейнοй κеρамичесκοн φορмы (7).
11. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнο- κρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изπ.9, 10. οτличающийся τем, чτο ποдаюτ οχлаждающий ποτοκ (Α) с заπаздыванием οτ мοменτа начала движения лиτейнοн κеρамичесκοй φορмы (7) бοлее 8 минуτ.
\ 1
21
12. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисталлизацией деτали с мοнο- κρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из π. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, ο τ л и- ч а ю щ и й с я τем, чτο πаρы ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля ποсле οχлаждения лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы (7) κοнденсиρуюτ и κρисτаллизуюτ или на сτенκаχ κοнденсаτορа в κамеρе (3) οχлаждения, или на сτенκаχ κамеρы (3).
13. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, сοдеρжащее ваκуум- ную πечь (1) с ваκуумнοй сисτемοй (4), имеющую ρасποлοженные сοοснο οдна над дρугοй две κамеρы (2, 3), веρχнюю κамеρу (2) нагρева φορмы, и нижнюю κа- меρу (3) οχлаждения φορмы, πеρегοροдκу (5) с οτвеρсτием, ρазделяющую κамеρу (2) нагρева и κамеρу (3) οχлаждения, лиτейную κеρамичесκую φορму (7), усτа- нοвленную на сτοле (10) с κρисτаллизаτοροм с вοзмοжнοсτью ее πеρемещения из κамеρы (2) нагρева в κамеρу (3) οχлаждения, πρисποсοбление (6) ддя нагρева ли- τейнοй κеρамичесκοй φορмы, газοвую сисτему (12), ρасποлοженную за πρеделами ваκуумнοй πечи (1), с πρисποсοблением для наπρавления на φορму (7) οχлаждаю- щегο ποτοκа, ρазмещенным в κамеρе (3) οχлаждения, ο τ л и ч а ю щ е е с я τем, чτο οнο сοдеρжиτ πο меныπей меρе οднο πρисποсοбление, ρазмещеннοе за πρеде- лами κамеρы (3) οχлаждения для φορмиροвания οχлаждающегο ποτοκа из смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля, πο менъшей меρе οднο πρисπο- сοбление ддя наπρавления на φορму (7) οχлаждающегο ποτοκа из смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля, ρазмещеннοе в κамеρе (3) οχлаждения.
14. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π. 13, ο τ л и ч а ю щ е е с я τем, чτο οднο из πρисποсοблений для наπρавления οχлаждающегο ποτοκа ρазмещенο на сτοле (10) с вοзмοжнοсτью егο πеρемещения вмесτе с лиτей- нοй κеρамичесκοй φορмοй (7).
15. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацней деτали с мοнοκρисτаллнчесκοй сτρуκτуροн πο любοму нз π. 13, 14, ο τ л и ч а ю ш е е с я τем, чτο в κамеρе 3) οχлаждения на сτенκаχ κοнденса- τορа или на ее бοκοвыχ сτенκаχ ρазмещены с вοзмοжнοсτью иχ съема πанели ( 16), выποлненные в виде сοτ, для οχлаждения πаροв и οсаждения меτалла.
\νθ 01/07185
22
16. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π. 15, ο τ л и- ч а ю щ е е с я τем, чτο сοτы выποлнены в виде лабиρинτа в ρадиальнοм наπρав- лении κ οси ваκуумнοй πечи (1).
17. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π. 16, ο τ л и ч а ю щ е е с я τем, чτο πο πеρимеτρу в κамеρе (3) οχлаждения выποлнены веρτи- κальные щелевые κаналы (17) для οτκачивания газοвοй сοсτавляющей οχлаждаю- щегο ποτοκа.
УУΟ 01/07185
23
ИЗΜΕΗЁΗΗΑЯ ΦΟΡΜУЛΑ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ
[ποлучена Μеждунаροдным бюρο 7 июня 2000 (07.06.00); πеρвοначальнο заявленные πунκτы 1-17 φορмулы изοбρеτения заменены нοвыми πунκτами 1-16 (2 сτρанииы)]
1. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, заκлючающийся в τοм, чτο усτанавливаюτ в ваκуумнοй κамеρе (2) нагρева на ποдъемнοм вοдοοχлаждаемοм сτοле (10) нагρеτую κеρамичесκую лиτейную φορму (7), заливаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму (7) ρасπлавοм (8), κρисτаллизация κοτοροгο οсущесτвляеτся снизу ввеρχ; πеρемещаюτ лиτейную κеρамичесκую φορму (7) с κρисτаллизующимся ρасπлавοм (8) из ваκуумнοй κамеρы (2) нагρева вниз в κамеρу (3) οχлаждения, и в προцессе πеρемещения ее οχлаждаюτ; οднοвρеменнο в προцессе πеρемещения из ваκуумнοй κамеρы (2) нагρева в κамеρу (3) οχлаждения лиτейную κеρамичесκую φορму (7) в κамеρе (3) οχлаждения οχлаждаюτ οχлаждающим ποτοκοм, сοдеρжащим инеρτный газ; нагρеτый φορмοй (7) οχлаждаюший ποτοκ οτκачиваюτ, οχлаждаюτ, φильτρуюτ, сжимаюτ для дальнейшегο исποльзοвания, οτл и чаю щи й ся τем, чτο в οχлаждающий ποτοκ дοποлниτельнο ввοдяτ ποροшκοοбρазный οχладиτель из маτеρиала, πρеτеρπевающегο πο κρайней меρе οднο φазοвοе πρевρащение.
2. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π. 1, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο дοποлниτельнο ввοдяτ πο меньшей меρе οдин οχлаждающий ποτοκ (Α) смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля.
3. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изππ.1,2, οτличающийся τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ взяτые ρаздельнο или в смеси ποροшοκ πο меньшей меρе οднοгο меτалла, πρеτеρπевающегο в προцессе οχлаждения φορмы (7) πο меныηей меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючаюшиχ πлавление, исπаρение, сублимацию.
4. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму изππ.1,2, οτличающийся τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ взяτые ρаздельнο
ИЗΜΕΗЁΗΗЫЙ ЛИСΤ (СΤΑΤЬЯ 19)
УУΟ 01/07185
24
или в смеси ποροшκи πο κρайней меρе οднοгο сπлава вышеназванныχ меτаллοв, πρеτеρπевающегο в προцессе οχлаждения φορмы (7) πο меньшей меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение, сублимацию.
5. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с 5 мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ.1, 2, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ смеси πο меныηей меρе двуχ ποροшκοв вышеназванныχ меτаллοв и сπлава эτиχ меτаллοв.
6. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ιш.1, 2, ο τ л и ч а ю щ и й с я
Ю τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ ποροшοκ взяτыχ ρаздельнο или в смеси χимичесκиχ сοединений меτаллοв с немеτаллами, πρеτеρπевающиχ в προцессе οχлаждения φορмы (7) πο меньшей меρе οднο из φазοвыχ πρевρащений, вκлючающиχ πлавление, исπаρение. сублимацию.
7. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с 15 мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ.1, 2, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο в κачесτве ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля исποльзуюτ смесь ποροшκοв вышеназванныχ меτаллοв, ποροшκοв сπлавοв и ποροшκοв вышеназванныχ χимичесκиχ сοединений меτаллοв с немеτаллами.
8. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с 0 мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ. 2, 3, 4, 5, 6, 7, ο τ л и ч а ю- щ и й с я τем, чτο οдин из οχлаждающиχ ποτοκοв (Α) πеρемещаюτ внуτρи κамеρы (3) οχлаждения вмесτе с лиτейнοй φορмοй (7) свеρχу вниз.
9. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ο τ л и ч а ю 5 щ и й с я τем, чτο οдин из οχлаждающиχ ποτοκοв (Α) ποдаюτ в наπρавлении снизу ввеρχ вдοль лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы (7).
10. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ. 8, 9, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο ποдаюτ οχлаждающий ποτοκ (Α) с заπаздыванием οτ мοменτа начала
30 движения лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы (7) бοлее 8 минуτ.
1 1. Сποсοб изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с
ИЗΜΕΗЁΗΗЫЙ ЛИСΤ (СΤΑΤЬЯ 19)
\νθ 01/07185 ΡСΤ7ΤШ99/00285
25
мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο πаρы ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля ποсле οχлаждения лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы (7) κοнденсиρуюτ и κρисτаллизуюτ или на сτенκаχ κοнденсаτορа в κамеρе (3) οχлаждения, или на сτенκаχ κамеρы (3). 12. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй, сοдеρжащее ваκуумную πечь (1) с ваκуумнοй сисτемοй (4), имеющую ρасποлοженные сοοснο οдна над дρугοй две κамеρы (2, 3), веρχнюю κамеρу (2) нагρева φορмы, и нижнюю κамеρу (3) οχлаждения φορмы, πеρегοροдκу (5) с οτвеρсτием, ρазделяющую κамеρу (2) нагρева и κамеρу (3) οχлаждения, лиτейную κеρамичесκую φορму (7), усτанοвленную на сτοле (10) с κρисτаллизаτοροм с вοзмοжнοсτью ее πеρемещения из κамеρы (2) нагρева в κамеρу (3) οχлаждения, πρисποсοбление (6) для нагρева лиτейнοй κеρамичесκοй φορмы, газοвую сисτему (12), ρасποлοженную за πρеделами ваκуумнοй πечи (1), с πρисποсοблением для наπρавления на φορму (7) οχлаждающегο ποτοκа, ρазмещенным в κамеρе (3) οχлаждения, ο τ л и ч а ю щ е е с я τем, чτο οнο сοдеρжиτ πο меньшей меρе οднο πρисποсοбление, ρазмещеннοе за πρеделами κамеρы (3) οχлаждения для φορмиροвания οχлаждающегο ποτοκа из смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля, πο меныπей меρе οднο πρисποсοбление для наπρавления на φορму (7) οχлаждающегο ποτοκа из смеси инеρτнοгο газа и ποροшκοοбρазнοгο οχладиτеля, ρазмещеннοе в κамеρе (3) οχлаждения.
13. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π.12, ο τ л и- ч а ю щ е е с я τем, чτο οднο из πρисποсοблений οχлаждающегο ποτοκа ρазмещенο на сτοле (10) с вοзмοжнοсτью егο πеρемещения вмесτе с лиτейнοй κеρамичесκοй φορмοй (7).
14. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο любοму из ππ. 12, 13, ο τ л и ч а ю щ е е с я τем, чτο в κамеρе (3) οχлаждения на сτенκаχ κοнденсаτορа или на ее бοκοвыχ сτенκаχ ρазмещены с вοзмοжнοсτью иχ съема πанели (16), выποлненные в виде сοτ, для οχлаждения πаροв и οсаждения меτалла.
ИЗΜΕΗЁΗΗЫЙ ЛИСΤ (СΤΑΤЬЯ 19)
01/07185 ΡС /ΙШ99/
26
15. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π.14, οтли- ч а ю щ е е с я τем, чτο сοτы выποлнены в виде лабиρинτа в ρадиальнοм наπρавлении κ οси ваκуумнοй πечи (1).
16. Усτροйсτвο для οсущесτвления сποсοба изгοτοвления наπρавленнοй κρисτаллизацией деτали с мοнοκρисτалличесκοй сτρуκτуροй πο π.15, οτли- ч а ю щ е е с я τем, чτο πο πеρимеτρу в κамеρе (3) οχлаждения выποлнены веρτиκальные щелевые κаналы (17) для οτκачивания газοвοй сοсτавляюшей οχлаждающегο ποτοκа.
ИЗΜΕΗЁΗΗЫЙ ЛИСΤ (СΤΑΤЬЯ 19)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115740A RU2146185C1 (ru) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Способ изготовления направленной кристаллизацией детали с монокристаллической структурой и устройство для его осуществления |
| RU99115740 | 1999-07-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2001007185A1 true WO2001007185A1 (fr) | 2001-02-01 |
Family
ID=20222889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU1999/000285 WO2001007185A1 (fr) | 1999-07-27 | 1999-08-11 | Procede de fabrication par cristallisation orientee d'une piece ayant une structure monocristalline et dispositif de mise en oeuvre de ce procede |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2146185C1 (ru) |
| WO (1) | WO2001007185A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6868893B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-03-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and apparatus for directionally solidified casting |
| CN104907541A (zh) * | 2014-03-13 | 2015-09-16 | 赛科/沃里克欧洲有限责任公司 | 燃气轮机叶片铸件的定向凝固方法和生产该铸件的装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2167739C1 (ru) * | 2000-10-09 | 2001-05-27 | Цацулина Ирина Евгеньевна | Способ изготовления направленной кристаллизацией детали с монокристаллической структурой и устройство для его осуществления |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2012410A1 (ru) * | 1968-07-05 | 1970-03-20 | Anadite Inc | |
| CH577864A5 (ru) * | 1974-05-29 | 1976-07-30 | Sulzer Ag | |
| SU954172A1 (ru) * | 1980-07-16 | 1982-08-30 | За витель | Способ термостатировани литейных форм |
| US4573516A (en) * | 1979-12-14 | 1986-03-04 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Method of and apparatus for casting directionally solidified articles |
| EP0749790A1 (de) * | 1995-06-20 | 1996-12-27 | Abb Research Ltd. | Verfahren und Herstellung eines gerichtet erstarrten Giesskörpers und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
-
1999
- 1999-07-27 RU RU99115740A patent/RU2146185C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-08-11 WO PCT/RU1999/000285 patent/WO2001007185A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2012410A1 (ru) * | 1968-07-05 | 1970-03-20 | Anadite Inc | |
| CH577864A5 (ru) * | 1974-05-29 | 1976-07-30 | Sulzer Ag | |
| US4573516A (en) * | 1979-12-14 | 1986-03-04 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Method of and apparatus for casting directionally solidified articles |
| SU954172A1 (ru) * | 1980-07-16 | 1982-08-30 | За витель | Способ термостатировани литейных форм |
| EP0749790A1 (de) * | 1995-06-20 | 1996-12-27 | Abb Research Ltd. | Verfahren und Herstellung eines gerichtet erstarrten Giesskörpers und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6868893B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-03-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and apparatus for directionally solidified casting |
| CN104907541A (zh) * | 2014-03-13 | 2015-09-16 | 赛科/沃里克欧洲有限责任公司 | 燃气轮机叶片铸件的定向凝固方法和生产该铸件的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2146185C1 (ru) | 2000-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107574322B (zh) | 一种电子束熔炼技术高纯化制备镍基高温合金的方法 | |
| JP3919256B2 (ja) | 方向性凝固した鋳造物を製作する方法とこの方法を実施するための装置 | |
| US3935003A (en) | Process for melting metal | |
| US20030234092A1 (en) | Directional solidification method and apparatus | |
| US10138544B2 (en) | Sputtering target | |
| CN105290376B (zh) | 低银亚共晶无铅焊料的熔铸设备及利用其制造焊料的方法 | |
| CN101112716A (zh) | 制备TiAl基合金方坯的一种定向凝固装置 | |
| US5869811A (en) | Method and equipment for bringing metal alloy ingots, billets and the like to the semisolid or semiliquid state in readiness for thixotropic forming | |
| CN103173638A (zh) | 低过热度高效激冷制备半固态金属浆料的方法及装置 | |
| WO2001007185A1 (fr) | Procede de fabrication par cristallisation orientee d'une piece ayant une structure monocristalline et dispositif de mise en oeuvre de ce procede | |
| JPH059482B2 (ru) | ||
| CN105177333A (zh) | 一种抗氧化锡焊料合金的熔炼装置及其制备方法 | |
| CN103143690A (zh) | 一种直接制备金属棒材或线材的连铸装置及方法 | |
| CN101450377B (zh) | 一种制造多孔材料的设备 | |
| US6003587A (en) | Casting furnace, a casting method and a turbine blade made thereby | |
| EP0968065B1 (en) | Method and apparatus for producing directionally solidified castings | |
| EP4084918A1 (en) | Method and device for directional crystallization of castings with oriented or monocrystalline structure | |
| WO2001026850A1 (fr) | Procede de fabrication par cristallisation dirigee d'une piece a structure monocristalline et dispositif correspondant | |
| JP2005076972A (ja) | 溶解保持炉制御装置 | |
| WO2004045792A1 (fr) | Procede de coulage de pieces par cristallisation directionnelle et dispositif permettant sa mise en oeuvre | |
| CN114888254A (zh) | 一种模拟连铸结晶器喂钢带的实验装置及方法 | |
| CA2606833C (en) | A method for producing pigs comprising introducing a supply of energy by means of a variable physical field | |
| CN201950176U (zh) | 一种无铅黄铜铸造设备 | |
| CN219607683U (zh) | 一种铸轧车间铝料恒温炉 | |
| CN214106870U (zh) | 一种盐槽 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR CA CH CN DE GB IN JP KR SE US |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
| REG | Reference to national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: 8642 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |