Væskemetall kjøling metode

For å forbedre temperaturgradienten ytterligere i rettlinjet solidifisering, utviklet forskerne en avkjølingmetode med væskemetall basert på den rask avkjølingmetoden. Denne metoden bruker væskemetall til å kjøle formverk, det vil si at de trukket formverk blir druknet i væskemetall med høy varmeledningsevne, høy kokepunkt og lav smeltepunkt (Sn brukes i hovedstrømmen) (se figur 1(b)) for å øke avkjølingseffekten. Væskemetall avkjølingmetode kan forbedre avkjølingshastigheten til formverk og temperaturgradienten ved fast-væskegrensen opp til 200 K/cm, og kan opprettholde en stabil temperaturgradient, slik at krystalliseringsprosessen er stabil, slik at grenet avstand kan reduseres betydelig, og sannsynligheten for ulike solidifiseringsfeil kan reduseres. Likevel har også avkjølingmetoden med væskemetall noen begrensninger, som: utstyr som kreves av metoden er kompleks, og det er ikke enkel nok i praktisk drift; Avkjølingsmedium Sn er et skadelig element, og når formverket blir druknet i lavsmelte metall som Sn, er Sn-vasken lett å infilrere og forurene formverket. I nylig tid har folk optimert prosessen fra aspektene av skallforberedelse, og forbedret svakhetene ved avkjølingprosessen med væskemetall, som har blitt brukt i produksjonen av enkristal turbineblader for flymotorer og store enkristal turbineblader for jordbaserte gassmotorer.

I tillegg utforskes nye måter å øke temperaturgradienten på stadig, som for eksempel: Gasskjølt kasting direksjonell fastsettingsteknologi, elektromagnetisk begrenset formering direksjonell fastsettingsteknologi, overkjøling direksjonell fastsetting (SDS), laser rask fastsetting (LRM), fluidseng kjøling direksjonell fastsettingsteknologi, to-dimensjonal direksjonell fastsettingsteknologi (toveis fastsetting, BDS), tyndskallkasting direksjonell fastsettingsteknologi. Likevel er disse nye teknologiene fortsatt umodne og har ikke blitt brukt i direksjonell fastsetting av gasturbinsblader.

Væskemetallspray forsterket kjølingmetode

For å overkomme problemene som kan oppstå ved at gjuteriet kanskje blir forurenet av flytende metallkjøler og at gjutningsfeil lett kan dannes ved metoden med kjøling av flytende metall, utviklet vår forskergruppe en sprøytekjølingsteknologi for rettlinjet fastsetting (LMSC) og utviklet industriell utstyr for rettlinjet fastsetting. Designstrukturen og formålet med LMSC-rettlinjet fastsetningsovnen vises i figur 2. LMSC-teknologien bygger på LMC-teknologien, men har gått fra den opprinnelige metoden med direkte åpning av skallet og gjutningen i flytende metall for kjøling, til å bruke flytende metall for sprøytekjøling av skallet og gjutningen. Teknologien har karakteristikker som sterke varmespredning, jevne kjøling og god varmeisolering mellom isolasjonsområdet og kjølingsområdet. LMSC-teknologien beholder ikke bare fordelen med sterke kjøleegenskaper fra LMC-teknologien, men løser også ulemperne ved LMC-teknologien. På grunn av den kontrollerte strømrate av det sprøytede flytende metall, kombinert med justeringen av trukksnelheten, kan søylepisker eller enkeltpisker med god struktur og mindre dendritisk avstand oppnås, noe som kan redusere eller til og med unngå bildingen av fastsettelsesfeil i superlegemer. LMSC-rettlinjet fastsetningsteknologien er veldig viktig for utviklingen og industrielt produksjon av superlegemer.