Metod hlađenja tekućim metalom

Da bi se dalje poboljšao temperaturni gradijent u usmerenoj zacijevi, istraživači su razvili metodu hlađenja tekućim metalom temeljem na brzom metodi hlađenja. Ova metoda koristi tekući metal za hlađenje zacijeva, odnosno izvučeni zacijevi se namočuju u tekući metal sa visokim tepovodnim koeficijentom, visokim točkom ključanja i niskom točkom taljenja (u glavnom toku se koristi Sn) (vidi Sliku 1(b)) kako bi se povećao efekat hlađenja. Metoda hlađenja tekućim metalom može poboljšati brzinu hlađenja zacijeva i temperaturni gradijent na čvrsto-tekućoj granici do 200 K/cm, a može održavati stabilan temperaturni gradijent, tako da proces kristalizacije bude stabilan, što omogućava značajno smanjenje međudrveće raspoloženja i smanjenje verovatnoće različitih zacijskih defekata. Međutim, metoda hlađenja tekućim metalom ima neke ograničenja, kao što su: složena oprema koja je potrebna za ovu metodu, a nije jednostavna dovoljno za praktičnu operaciju; Hlađajući sredstvo Sn je štetan element, i kada je zacijev namočen u metalu sa niskom točkom taljenja kao što je Sn, tekući Sn lako pronikne i zagađuje zacijev. U poslednjih godina, ljudi su optimizirali proces sa aspekta pripreme ljuske, i poboljšali nedostatke metode hlađenja tekućim metalom, što je primenjeno na proizvodnju jednodrvetnih turbine krilova za aerodromske motore i velikih dimenzija jednodrvetnih turbine krilova za tlačne turbine.

Pored toga, ne prestajemo da istražujemo nove načine povećanja grada temperature, kao što su: Tehnologija pravocrtne solidifikacije hladjenjem plinom, elektromagnetska ograničena formiranja pravocrtne solidifikacije, superhladna pravocrtne solidifikacije (SDS), laser brze solidifikacije (LRM), tehnologija pravocrtne solidifikacije hladjenjem u fluirajućem krevetu, dvodimenzionalna tehnologija pravocrtne solidifikacije (dvosmerna solidifikacija, BDS), tehnologija pravocrtne solidifikacije tankih ljusci. Međutim, ove nove tehnologije su još uvijek nedovršene i nisu primenjene u pravocrtnoj solidifikaciji lopatica plinske turbine.

Metoda poboljšanog hladjenja špricanjem tekućeg metala

Da bi se prevazilazile probleme kao što je mogućnost da se litina zagađa tekućim metalnim hlađivačem i lako obrazovanje defekata litine metodom tekućeg metalnog hlađenja, naša istraživačka grupa je razvila tehnologiju pravocrtne solidifikacije sa sprej hlađenjem tekućim metalom (LMSC) i razvila industrijsko opremu za pravocrtanu solidifikaciju. Strukturni dizajn i cilj LMCS pećurice za pravocrtanu solidifikaciju prikazani su na slici 2. LMCS tehnologija se temelji na LMC tehnologiji, prelaskom od izvorne metode direktnog upuštanja omota i litine u tekući metalni tečun za hlađenje, do korišćenja tekućeg metalnog tečuna za sprej hlađenje omota i litine. Ova tehnologija ima karakteristike jakog otpuštanja toplote, uniformnog hlađenja i dobre termičke izolacije između zone izolacije i zone hlađenja. LMCS tehnologija ne samo što zadržava prednosti jake kapaciteta za hlađenje LMC tehnologije, već rešava i mane LMC tehnologije. Zbog kontrolisane brzine protoka tekućeg metalnog tečuna koji se sprema, kombinovano sa regulisanjem brzine povlačenja, mogu se dobiti stubasti kristali ili jedinkristalna struktura sa manjom međudendritnom razmakom, što može smanjiti ili čak izbeći obrazovanje solidifikacionih defekata u superligurama. LMCS tehnologija pravocrtne solidifikacije je od izuzetne važnosti za razvoj i industrijsku proizvodnju superligura.