Устройство для изготовления отливок направленной кристаллизацией

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ , содержащее открытую снизу керамическую форму, установленную на кристаллизаторе-электроде, второй электрод и боковой холодильник с механизмом его перемещения относительно керамической формы, о т л ичающеес я тем, что, с целью повьциения экономичности процесса, ирис-таллизатор-электрод выполнен двухсекционным, с электроизоляционной прокладкой между секциями, на каждой из которых размещена керамическая форма под одну отливку, причем эти,формы сообщены сверху каналом, площадь поперечного сечения которого не превышает площади наименьшего се чения рабочей полости г при этом обе секции кристаллизатора являются электродами. 4ik 35

СОЮЗ СОВЕТСНИН

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) В 22 D 27 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3417687/22-02 (22) 08.04.82 (46) 07.10.83. Бюл. 937 (72) (0.Я.Калюкин и П.В.Лебедев (71) Рыбинский авиационный технологический институт (53) 621.746 ° 584(088.8) (56) 1. Патент CKA 9 3376912, кл. 164-353, 1968. э

2. Авторское свидетельство СССР

В 742033, кл. В 22 D 27/04, 1978. (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИ— ЗАЦИЕЙ, содержащее открытую снизу керамическую форму, установленную на кристаллизаторе-электроде, второй электрод и боковой холодильник с механизмом его перемещения относительно керамической формы, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

7 повышения экономичности процесса, ристаллизатор-электрод выполнен . двухсекционным с электроизоляционной прокладкой между секциями, на каждой из которых размещена керамическая форма под одну отливку, причем эти формы сообщены сверху каналом, площадь поперечного сечения которого. не превышает площади наименьшего сечения рабочей полости, при этом обе секции кристаллизатора являются электродами.

104б015

Изобретение относится к литейному производству и может найти применение при производстве турбинных лопаток из жаропрочных сплавов для авиационных двигателей, судовых и других транспортных и энергических установок .

Известны устройства для получения отливок с направленной кристаллизацией.Эти устройства содержат огнеупорную форму, кристаллизатор и печь. 10 для наружного подогрева формы flj.

Однако известные устройства характеризуются сложностью конструкции и высокой энергоемкостью, так как нагрев формы осуществляется излучением.15

Наиболее близким решением по технической .сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее керамическую форму без дна, установленную на холодильнике-электроде, графитовый .электрод, расположенный в верхней части полости формы и боковой холо- дильник с механизмом-его.перемещения L2).

Известное устройство имеет недостаток — сложность конструкции — обусловленный наличием верхнего графитового электрода. При этом невозможен непосредственный контакт материала графитового электрода со сплава.ми, в которых присутствие углерода недопустимо, например ЖСбК, ЖСбу.

В этом случае необходим переходник из аналогичного сплава, что приводит к усложнению конструкции устрой- З5 ства: происходит захолаживание верхней части кристаллизующейся отливки, что отрицательно влияет на температурный градиент в жидкой зоне; гра- фитовый электрод может вмерзать в 49 отливку.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса.

Поставленная цель достигается 45 тем, что в устройстве для изготовления отливок направленной кристаллизацией, содержащем открытую снизу керамическую форму, установленную на кристаллизаторе-электроде, второй электрод и боковой холодильник с механизмом его перемещения относительно керамической формы, кристаллизатор выполнен двухсекционным с электроизоляционной прокладкой между секциями, на каждой из которых размещена керамическая форма под . одну отливку, причем эти формы сообщены сверху каналом, площадь поперечного. сечения которого не превышает площади наименьшего сечения рабочей, полости, при этом обе секции кристаллиэатора являются электродаки.

На чертеже изображена схема уст, ройства. > 65

Устройство содержит керамическую форму 1 с двумя или большим количеством рабочих полостей 2, открытых снизу и соединенных верхними литниковыми каналами 3, установленную на ведоохлаждаемый медный кристаллизатор 4, содержащий в зависимости от вида электрической сети (2-х или 3-х фазная) два или три электрода 5 и б, разделенные изоляционными прокладками 7. Сечение литникового.канала A-А не должно перевышать минимальную площадь сечения отливок Б-1». Устройство содержит также боковой холодильник 8.

Устройство работает .следующим образом.

Керамическую форму 1 заливают жидким металлом. При заполнении формы расплавом замыкается цепь между электродами 5 и б. Подвоцится постоянный или переменный электрический ток начальной плостности 1=10-15

А/мм, который, проходя по отливке, г выделяет различное количестно тепла в зависимости от сопротивления участков. Кристаллизация отливок проис" ходит от кристаллизатора 4 и бокового холодильника 8. боковой холо" дильник 8 перемещается параллельно перемещению фронта кристаллизации по мере затвердевания отливки со скоростью, меньшей вертикальной скорости кристаллизации. При этом снижа. ют плотность электрического тока. со скоростью, равной отношению начальной плотности тока к времени полного затвердевания участка, расположенного ниже верхнего канала 3. При уменьшении температуры металла, вследствие действия кристаллизатора 4 и устройства для бокового охлаждения

8, сопротивление его уменьшается.

При прохождении по нему тока в затвердевшей части отливки тепла выделится меньше, чем в жидкой. Этим обеспечивается перемещение фронта затвердевания вверх по высоте отливки. Так как площадь сечения. верх него канала не превышает наименьшего сечения основной отливки, то наибольшее электрическое сопротивление будет в верхней части отливки, что обеспечивает затвердевание этого

У,у участка в последнюю очередь.

Для отливок из спалава (ECSK,.ÆCáÓ) применение верхнего электрода из гра

Фита невозможно, так как сплав.в процессе кристаллизации недопустимо загрязняется углеродом. Для этой цели в прототипе материалом верхнего электрода может служить только сплав,. близкий по составу к ЖСбК,ЖСбу» Во время кристаллизации температура верхней части отливки превыаает тем;пературу ликвидус на 150-200 С, поэтому происходит-интенсивное оплав"ление, такого электрода. Для обеспе1046015

Составитель В,Завьялов

Редактор Г.Гербер Техред И.Гайду. . Корректор Л. Бокшан

Заказ 7615/10 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытнй

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент ; г. Ужгород, ул.Проектная, 4 чения электрического контакта в верхней части электрод приходится погру,жать в расплав со скоростью 2мм/мин.

Лопатка длиной 240 мм кристаллизуется 30 мин. Эа это время при площади сечения электрода..1 см по- ° требуется 0,5 кг электрода из дорогостоящего материала ЖС6К. В предлагаемом устройстве на верхний литни- новый канал расходуется не более

40 r сплава из расчета на одну отлив- . ку.