一种高温合金的定向凝固装置及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103147117A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103147117103147117A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310110826.9(22)申请日2013.04.01(71)申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号(72)发明人马德新杨功显巩秀芳(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所51106代理人刘克勤段雪茵(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)B22D27/04(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称一种高温合金的定向凝固装置及其使用方法(57)摘要本发明提供了一种高温合金的定向凝固装置，包括加热室和铸模冷室，所述加热室和铸模冷室是上下相通、相互隔热的真空腔，其腔体内设置有升降工作台，升降工作台上放置模壳，高温合金熔体在加热室内浇入模壳、随升降工作台下降进入铸模冷室而定向凝固；所述铸模冷室内设置有喷射冷却装置，包括依次连接的喷嘴、冷却液导管和冷却液盛具，所述加热室底部的出炉口处均匀设置一圈喷嘴、喷嘴的喷出端对应模壳外周面，冷却液导管上设置有喷射泵。本发明装置简单紧凑，在现有定向凝固炉上稍作添置、无需建新炉和变动原有结构；无须添加加热装置进行熔化和保温，操作大大简化；冷却效果优越；能简单且有效地解决叶片模壳散热问题，改善单晶叶片的生长条件。CN103147117ACN10347ACN103147117A权利要求书1/2页1.一种高温合金的定向凝固装置，包括加热室和铸模冷室，所述加热室和铸模冷室是上下相通、相互隔热的真空腔，其腔体内设置有升降工作台，升降工作台上放置模壳，高温合金熔体在加热室内浇入模壳、随升降工作台下降进入铸模冷室而定向凝固；其特征在于：所述铸模冷室内设置有喷射冷却装置，包括依次连接的喷嘴、冷却液导管和冷却液盛具，所述加热室底部的出炉口处均匀设置一圈喷嘴、喷嘴的喷出端对应模壳外周面，冷却液导管上设置有喷射泵。2.根据权利要求1所述的高温合金的定向凝固装置，其特征在于：所述铸模冷室内设置有冷却液循环装置，包括冷却液收集盘和回流管，所述冷却液收集盘设置在升降工作台的顶部外周上，冷却液收集盘的底部设置有冷却液回流孔、通过回流管连接冷却液盛具。3.根据权利要求2所述的高温合金的定向凝固装置，其特征在于：所述喷嘴底部内侧设置有一圈遮板，该遮板呈倒置的伞状、其底部开口对应冷却液收集盘内侧。4.根据权利要求1所述的高温合金的定向凝固装置，其特征在于：所述喷嘴为雾化喷嘴。5.根据权利要求1所述的高温合金的定向凝固装置，其特征在于：所述冷却液为液态镓铟锡合金。6.根据权利要求1所述的高温合金的定向凝固装置，其特征在于：所述模壳为陶瓷模壳。7.根据权利要求1所述的高温合金的定向凝固装置的使用方法，其特征在于：具体步骤为：安装工作：1)在现有的定向凝固炉的铸模冷室内、围绕加热室底部的出炉口处均匀设置一圈喷嘴，并将喷嘴通过冷却液导管与冷却液盛具连接，在冷却液导管上设置喷射泵；2)把陶瓷模壳放置在升降工作台上，并在升降工作台顶部外周安装冷却液收集盘，并使用回流管将冷却液收集盘底部的冷却液回流孔与冷却液盛具相连；3)在喷嘴底部内侧设置一圈遮板，所述遮板呈倒置的伞状、其底部开口对应冷却液收集盘内侧；4)将铟锡液态合金作为冷却液，倒入冷却液盛具内；定向凝固装置的使用：5)通过升降工作台将陶瓷模壳升入加热室内；关闭定向凝固炉的炉门、并对加热室和铸模冷室内腔抽真空；6)开启加热室内的加热器、对陶瓷模壳进行预热，然后将熔化的高温合金熔体浇入陶瓷模壳；7)通过升降工作台将陶瓷模壳以设定速度的匀速缓慢下降至铸模冷室；8)当陶瓷模壳进入铸模冷室后，打开喷射泵，使冷却液以雾滴状喷向陶瓷模壳、对陶瓷模壳内部的高温合金熔体进行强制冷却；9)喷嘴底部内侧的遮板防止冷却液溅出、换热后的冷却液沿陶瓷模壳下流，遮板和陶瓷模壳上的冷却液经冷却液收集盘和回流管收集至冷却液盛具，如此完成冷却液的循环工作；10)在高温合金定向凝固过程即将结束时，关闭喷射泵，并将铸模冷室放真空后打开，2CN103147117A权利要求书2/2页取出陶瓷模壳、并从中取出定向凝固后的高温合金铸件。3CN103147117A说明书1/5页一种高温合金的定向凝固装置及其使用方法技术领域[0001]本发明涉及高温合金部件的精密铸造，具体是在高温合金部件的精密铸造所用的一种定向凝固装置及其使用方法。背景技术[0002]为了提高航空发动机和工业燃气轮机的性能，高温合金涡轮叶片需要利用精密铸造加定向凝固的工艺制成柱晶或单晶组织。在真空炉内，高温合金熔化后浇入高