Folyékony fém hűtési módszer Magyarország

Az irányított szilárdulás hőmérsékleti gradiensének további javítása érdekében a kutatók a gyorshűtési módszeren alapuló folyékony fémhűtési módszert fejlesztettek ki. Ez a módszer folyékony fémet használ az öntvények hűtésére, vagyis a kivont öntvényeket nagy hővezető képességű, magas forráspontú és alacsony olvadáspontú folyékony fémbe merítik (a főáramban az Sn-t használják) (lásd az 1(b) ábrát) a hűtő hatás. A folyékony fémhűtési módszer javíthatja az öntvények hűtési sebességét és a szilárd-folyadék határfelület hőmérsékleti gradiensét, akár 200 K / cm-ig, és stabil hőmérsékleti gradienst tarthat fenn, hogy a kristályosodási folyamat stabil legyen, így a dendrit távolság jelentősen csökkenthető, és csökkenthető a különböző megszilárdulási hibák valószínűsége. A folyékony fémhűtési módszernek azonban vannak korlátai is, mint például: a módszer által igényelt berendezés bonyolult, gyakorlati működése nem elég egyszerű; Az Sn hűtőközeg káros elem, és ha az öntvényt alacsony olvadáspontú fémbe, például Sn-be merítik, a folyadék könnyen behatol és szennyezi az öntvényt. Az elmúlt években az emberek optimalizálták a folyamatot a héj-előkészítés szempontjából, és javították a folyékony fém hűtési folyamatának hiányosságait, amelyet a repülőgép-hajtóművek egykristályos turbinalapátjai és a nagyméretű egykristály turbinalapátok gyártásánál alkalmaztak. gázturbinák.

Emellett folyamatosan keresik a hőmérsékleti gradiens növelésének új módjait, mint például: Gázhűtéses öntési irányszilárdítási technológia, elektromágneses kényszerformázó irányszilárdítási technológia, túlhűtéses irányszilárdítás, SDS, lézeres gyorsszilárdítás (LRM), fluidágyas kioltás irányított. szilárdítási technológia, kétdimenziós irányszilárdítási technológia (kétirányú szilárdítás, BDS), vékonyhéj-öntés irányszilárdítási technológia. Ezek az új technológiák azonban még kiforratlanok, és nem alkalmazták őket a gázturbinák lapátjainak irányított megszilárdítására.

Folyékony fémpermettel fokozott hűtési módszer

Az olyan problémák leküzdésére, mint az öntvény folyékony fémhűtő folyadékkal szennyezettsége és a folyékony fémhűtéssel könnyen kialakuló öntési hibák, kutatócsoportunk folyékony fém permethűtéses (LMSC) irányított szilárdítási technológiát, valamint ipari irányított szilárdító berendezést fejlesztett ki. Az LMSC irányított szilárdító kemence tervezési felépítése és tárgya a 2. ábrán látható. Az LMSC technológia az LMC technológián alapul a héj közvetlen merítésétől és a hűtéshez folyékony fémfolyadékba öntéstől a folyékony fémfolyadék porlasztásos hűtésig történő alkalmazásáig. héj és öntés. A technológia jellemzői az erős hőleadás, az egyenletes hűtés és a jó hőszigetelés a szigetelési zóna és a hűtőzóna között. Az LMSC technológia nemcsak megőrzi az LMC technológia erős hűtési kapacitásának előnyeit, hanem kiküszöböli az LMC technológia hátrányait is. A kipermetezett folyékony fémfolyadék szabályozható áramlási sebességének köszönhetően a kivonási sebesség beállításával kombinálva jó szerkezetű, kisebb dendrittávolságú oszlopos kristályok vagy egykristályok nyerhetők, amelyek csökkenthetik vagy akár elkerülhetik a megszilárdulási hibák kialakulását. szuperötvözet. Az LMSC irányított szilárdítási technológia nagyon fontos a szuperötvözetek fejlesztése és ipari gyártása szempontjából.