Vloeimetaal koelmethode

Om die temperatuurgradiënt in rigtingssolidifisering verder te verbeter, het die navorsers 'n vloeistofmetale koelmethode ontwikkel gebaseer op die vinnige koelmethode. Hierdie metode gebruik vloeistofmetale om gietstukke te koel, dit wil sê, die uitgetrekke gietstukke word in vloeistofmetale met hoë warmtegeleidbaarheid, hoë kookpunt en lae smeltpunt (Sn word in die hoofsaaklikste geval gebruik) (sien Figs. 1(b)) gedompel om die koel-effek te verhoog. Die vloeistofmetale koelmethode kan die koelspoed van gietstukke en die temperatuurgradiënt van die vaste-vloeistof grens verbeter, tot by 200 K/cm, en kan 'n stabiele temperatuurgradiënt behou, sodat die kristalvasproses stabiel is, wat lei tot 'n beduidende vermindering in dendriet-afstand en die waarskynlikheid van verskeie solidifiseringsdefekte. Alhoewel, die vloeistofmetale koelmethode het ook sekere beperkings, soos: die toerusting wat deur die metode vereis word, is kompleks, en dit is nie genoegsimpel in praktiese bewerkings nie; Die koelmedium Sn is 'n skadelike element, en wanneer die gietstuk in lae-smeltende metale soos Sn gedompel word, is Sn-vloeistof maklik om in te dring en die gietstukke te verontreinig. In onlangse jare het mense die proses geoptimeer vanuit die aspekte van skuimvoorbereiding, en die tekortkominge van die vloeistofmetale koelproses verbeter, wat reeds toegepas word vir die produksie van enkelskristal turbinblaaie vir lugmotors en grootformaat enkelskristal turbinblaaie vir grondgas-turbines.

Daarbenewens word nuwe maniere om die temperatuurgradiënt te verhoog voortdurend ondersoek, soos: Gasgekoelde gieting rigtingssolidifkasie-tegnologie, elektromagnetiese beperkte vormende rigtingssolidifkasie-tegnologie, oorkoeling rigtingssolidifkasie (SDS), laser vinnige solidifkasie (LRM), vloeistofbed koeling rigtingssolidifkasie-tegnologie, twee-dimensionele rigtingssolidifkasie-tegnologie (tweedirectionele solidifkasie, BDS), dun skil gieting rigtingssolidifkasie-tegnologie. Toegespitste op hierdie nuwe tegnologieë is steeds onvolwasse en is nog nie in die rigtingssolidifkasie van gasroerblaaie toegepas nie.

Vloeibaarmetal spuitversterkte koeling metode

Om die probleme soos dat die gietstuk kan kontamineer word deur vloeibare metaalkoeler en gietfout wat maklik gevorm word deur die vloeibaar-metaal-koelmethode te oorkom, het ons navorsingsgroep die vloeibaar-metaal-sproei-koeling (LMSC) rigtingssolidifiseringstegnologie ontwikkel, en industriële rigtingsolidifiseringsuitrusting ontwikkel. Die ontwerpsstruktuur en doel van die LMSC rigtingsolidifiseringskroon word in Figuur 2 getoon. LMSC-tegnologie is gebaseer op LMC-tegnologie vanaf die oorspronklike manier om die skil en die gietstuk direk in vloeibaar metaal vir koeling te dompel, tot die gebruik van vloeibaar metaal vir sproeikoeling van die skil en die gietstuk. Die tegnologie het die kenmerke van kragtige warmteverspreiding, uniforme koeling en goeie warmteisolasie tussen die isolasiegebied en die koelgebied. LMSC-tegnologie behou nie net die voordele van sterk koelvermoë van LMC-tegnologie, maar los ook die nadele van LMC-tegnologie op. As gevolg van die beheersbare vloed van die vloeibaar metaal wat gesproei word, saam met die aanpassing van die terugtrekkingsnelheid, kan kolomvormige kristalle of enkelkristalle met 'n goeie struktuur en kleiner dendrietiese afstand verkry word, wat kan lei tot die vermindering of selfs vermyding van solidifiseringsfout in superlegaas. LMSC rigtingsolidifiseringstegnologie is baie belangrik vir die ontwikkeling en industriële produksie van superlegaas.