Устройство для получения отливок с радиально ориентированной структурой

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕт ЕНИЯ

1п1 582055

Союз Советских

Социалистических

Респчблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.74 (21) 2064238/22-02 (51) М. Кл. В 22Р 27/04 с присоединением заявки Хе

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.77. Бюллетень М 44 (45) Дата опубликования описания 02.12.77 (53) УДК 621.746. 58 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. В. Гончарок, В. Ф. Котов и В. И. Шварц (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ О1ЛИВОК

С РАДИАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок турбин.

Известно устройство для получения отливок с радиально ориентированной структурой, преимущественно колес турбин, включающее холодильник-кристаллизатор, литейную форму и размещенные с внешней ее стороны нагревательные секционные элементы (11.

Однако такое устройство ограничивает возможность получения заданной разнородной структуры кристаллов — радиально ориентированной и равноосной по сечению отливки.

Наличие слоя теплоизоляции повышает тепловую инерционность нагревательной системы.

Целью изобретения является обеспечение возможности регулирования температурного градиента в радиальном направлении и уменьшение инерционности теплового поля для повышения качества отливки.

Это достигается тем, что устройство снабжено экранами из тугоплавкого металла с полированными рабочими поверхностями, установленными на расстоянии от нагревательных секционных элементов и имеющими на поверхности, обращенной к ним, отражающий слой. При этом экраны выполнены из молибдена.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.

Устройство включает керамическую форму

1, имеющую открытую полость 2 по цилиндрической периферийной части и верхнее отверстие 3 для заливки расплавленного металла через сливную воронку 4. Форма 1 соединена с холодильником-кристаллизатором 5.

Нагревательные секционные элементы 6—

1р 8, представляющие собой концентрические спирали, расположены сверху и снизу формы 1.

Теплоизоляция нагревательной системы представляет собой металлические экраны 9

15 из тугоплавкого металла (например молибдена) с полированной отражающей поверхностью со стороны нагревательных секционных элементов.

Экраны 9 перекрывают все пространство наружной поверхности формы 1 и находятся на равном расстоянии от нагревательных элементов 6, 7 и 8. Экраны и нагревательные элементы крепятся на верхнем 10 и нижнем

11 фланцах устройства. Фланцы 10, 11 соеди25 няются между собой шпильками 12.

Устройство работает следующим образом.

Керамическая форма 1 нагревается до температуры, на 150 — 100 С превышающей температуру плавления заливаемого металла. В

30 процессе нагрева на холодильник-кристаллп582055

Формула изобретения

Составитель Т. Королева

Техред Е. Митрофанова

Редактор Г. Лановая

Корректор Е. Хмелева

Подписное

Заказ 2545/12 1 1зд. ¹ 923 Тираж 995

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 затор 5 подается охладитель — вода. В плавильном агрегате (на чертеже не показан) расплавляется металл и доводится до температуры, на 100 — 150 С превышающей точку плавления, после чего через сливную воронку

4 заливается в форму 1.

Холодильник-кристаллизатор 5 создает радиальный температурный градиент в форме 1, что вызывает зарождение направленных ориентированных кристаллов в полости

2 формы 1. Когда процесс кристаллизации доходит до линии 13, заканчивается процесс отбора радиально направленных ориентированных кристаллов, и в полости 14 происходит кристаллизация только столбчатых кристаллов с радиальной ориентацией (0,100), достигаемой регулированием величины радиального теплового градиента и скорости кристаллизации путем - изменения подводимой энергии сначала на нагревательный элемент

6, затем на нагревательный элемент 7. Когда фронт кристаллизации приблизится к линии

15, от спиралей всех нагревательных элементов 6, 7 и 8 отключается питание с одновременным отключением водоохлаждения, в результате чего происходит естественная кристаллизация дисковой части отливки 16 с образованием равноосной структуры. На этом процесс кристаллизации заканчивается.

Процесс отливки и кристаллизации происходит в вакууме 1.10 †" тор.

Применение предлагаемого устройства увеличивает срок службы получаемого изделия примерно в два раза.

1. Устройство для получения отливок с радиально ориентированной структурой, пре1о имущественно колес турбин, включающее холодильник-кристаллизатор, литейную форму и размещенные с внешней ее стороны нагревательные секционные элементы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения

15 возможности регулирования температурного градиента в радиальном направлении и уменьшения инерционности теплового поля для повышения качества отливки, оно снабжено экранами из тугоплавкого металла, установ20 ленными на расстоянии от нагревательных секционных элементов и имеющими на поверхности, обращенной к ним, отражающий слой.

2. Устройство по п. 1, отл ича ющееся

25 тем, что экраны выполнены из молибдена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

30 1. Патент США № 3598169, кл. 164 — 60.

1971.