Kjølemetode for flytende metall Norge

For ytterligere å forbedre temperaturgradienten i retningsbestemt størkning utviklet forskerne en flytende metall-kjølemetode basert på hurtigkjølingsmetoden. Denne metoden bruker flytende metall for å avkjøle støpegods, det vil si at de ekstraherte støpegodsene nedsenkes i flytende metall med høy termisk ledningsevne, høyt kokepunkt og lavt smeltepunkt (Sn brukes i hovedstrømmen) (se figur 1(b)) for å øke kjøleeffekten. Kjølemetoden for flytende metall kan forbedre kjølehastigheten til støpegods og temperaturgradienten til faststoff-væske-grensesnittet, opp til 200 K/cm, og kan opprettholde en stabil temperaturgradient, slik at krystalliseringsprosessen er stabil, slik at dendrittavstanden kan reduseres betydelig, og sannsynligheten for ulike størkningsfeil kan reduseres. Imidlertid har flytende metall-kjølemetoden også noen begrensninger, som: utstyret som kreves av metoden er komplekst, og det er ikke enkelt nok i praktisk drift; Kjølemediet Sn er et skadelig grunnstoff, og når støpegodset er nedsenket i lavtsmeltende metall som Sn, er Sn-væske lett å trenge inn og forurense støpegodset. De siste årene har folk optimert prosessen fra aspektene ved skallforberedelse, og forbedret manglene ved flytende metallkjøleprosess, som har blitt brukt til produksjon av enkeltkrystall-turbinblader for flymotorer og enkeltkrystall-turbinblader i stor størrelse for bakken. gassturbiner.

I tillegg utforskes det hele tiden nye måter å øke temperaturgradienten på, slik som: Gasskjølt støpings-retningsstørkningsteknologi, elektromagnetisk begrenset forming retningsstørkningsteknologi, superkjølende retningsstørkning, SDS), laserhurtig størkning (LRM), slukking med fluidisert sjikt. størkningsteknologi, todimensjonal retningsstørkningsteknologi (toveis størkning, BDS), retningsbestemt størkningsteknologi for tynnskallstøping. Imidlertid er disse nye teknologiene fortsatt umodne og har ikke blitt brukt i retningsbestemt størkning av gassturbinblader.

Sprayforbedret kjølemetode for flytende metall

For å overvinne problemene som støping kan være forurenset av flytende metallkjølevæske og støpefeil som lett dannes ved flytende metallkjølemetode, utviklet vår forskningsgruppe flytende metallspraykjøling (LMSC) retningsbestemt størkningsteknologi og utviklet industrielt retningsstørkningsutstyr. Designstrukturen og objektet til LMSC retningsbestemt størkningsovn er vist i figur 2. LMSC-teknologi er basert på LMC-teknologi fra den opprinnelige måten å direkte dyppe skallet og støpe inn i flytende metallvæske for kjøling, til bruken av flytende metallvæske for spraykjøling av skall og støping. Teknologien har egenskapene til sterk varmespredning, jevn kjøling og god varmeisolasjon mellom isolasjonssonen og kjølesonen. LMSC-teknologi beholder ikke bare fordelene med sterk kjølekapasitet til LMC-teknologi, men løser også ulempene med LMC-teknologi. På grunn av den kontrollerbare strømningshastigheten til den flytende metallvæsken som sprayes, kombinert med justeringen av uttakshastigheten, kan søylekrystaller eller enkeltkrystaller med god struktur og mindre dendrittavstand oppnås, som kan redusere eller til og med unngå dannelsen av størkningsdefekter i superlegering. LMSC retningsbestemt størkningsteknologi er svært viktig for utvikling og industriell produksjon av superlegeringer.