Spôsob chladenia tekutým kovom Slovensko

Aby sa ďalej zlepšil teplotný gradient pri smerovom tuhnutí, výskumníci vyvinuli metódu chladenia tekutého kovu založenú na metóde rýchleho chladenia. Táto metóda využíva tekutý kov na chladenie odliatkov, to znamená, že extrahované odliatky sú ponorené do tekutého kovu s vysokou tepelnou vodivosťou, vysokým bodom varu a nízkym bodom topenia (Sn sa používa v hlavnom prúde) (pozri obrázok 1(b)) na zvýšenie chladivý efekt. Spôsob chladenia tekutým kovom môže zlepšiť rýchlosť chladenia odliatkov a teplotný gradient rozhrania tuhá látka-kvapalina až do 200 K/cm a môže udržiavať stabilný teplotný gradient, takže proces kryštalizácie je stabilný, takže rozstup dendritov sa môže výrazne znížiť a môže sa znížiť pravdepodobnosť rôznych defektov tuhnutia. Spôsob chladenia tekutým kovom má však aj určité obmedzenia, ako napríklad: vybavenie požadované týmto spôsobom je zložité a v praktickej prevádzke nie je dostatočne jednoduché; Chladiace médium Sn je škodlivý prvok a keď je odliatok ponorený do kovu s nízkou teplotou topenia, ako je Sn, kvapalina Sn ľahko prenikne a znečistí odliatok. V posledných rokoch ľudia optimalizovali proces z hľadiska prípravy plášťa a zlepšili nedostatky procesu chladenia tekutým kovom, ktorý sa aplikoval na výrobu jednokryštálových turbínových lopatiek pre letecké motory a veľkých jednokryštálových turbínových lopatiek na zem. plynové turbíny.

Okrem toho sa neustále skúmajú nové spôsoby zvyšovania teplotného gradientu, ako napríklad: technológia smerového tuhnutia odlievania chladeného plynom, technológia smerového tuhnutia s elektromagnetickým obmedzením, smerové tuhnutie podchladením, SDS), rýchle tuhnutie laserom (LRM), smerové ochladzovanie vo fluidnom lôžku technológia tuhnutia, technológia dvojrozmerného smerového tuhnutia (obojsmerné tuhnutie, BDS), technológia smerového tuhnutia odlievaním tenkých škrupín. Tieto nové technológie sú však stále nezrelé a neboli aplikované pri smerovom tuhnutí lopatiek plynových turbín.

Metóda vylepšeného chladenia rozprašovaním tekutého kovu

Aby sa prekonali problémy, ako je odlievanie môže byť kontaminované chladiacou kvapalinou tekutého kovu a defekty odlievania, ktoré sa ľahko vytvárajú metódou chladenia tekutým kovom, naša výskumná skupina vyvinula technológiu smerového tuhnutia rozprašovaním tekutého kovu (LMSC) a vyvinula priemyselné zariadenie na smerové tuhnutie. Konštrukčná štruktúra a objekt smerovej solidifikačnej pece LMSC sú znázornené na obrázku 2. Technológia LMSC je založená na technológii LMC od pôvodného spôsobu priameho ponorenia plášťa a odlievania do tekutej kovovej kvapaliny na chladenie, až po využitie tekutej kovovej kvapaliny na chladenie rozprašovaním. škrupiny a odlievania. Technológia má vlastnosti silného odvodu tepla, rovnomerného chladenia a dobrej tepelnej izolácie medzi izolačnou zónou a chladiacou zónou. Technológia LMSC si zachováva nielen výhody silnej chladiacej kapacity technológie LMC, ale rieši aj nevýhody technológie LMC. Vďaka regulovateľnému prietoku rozprašovanej tekutej kovovej kvapaliny v kombinácii s nastavením rýchlosti odťahu je možné získať stĺpcové kryštály alebo monokryštály s dobrou štruktúrou a menším rozstupom dendritov, čo môže znížiť alebo dokonca zabrániť vzniku defektov tuhnutia v superzliatina. Technológia smerového tuhnutia LMSC je veľmi dôležitá pre vývoj a priemyselnú výrobu superzliatin.