Kylningsmetod för flytande metall Sverige

För att ytterligare förbättra temperaturgradienten i riktad stelning utvecklade forskarna en kylningsmetod för flytande metall baserad på den snabba kylningsmetoden. Denna metod använder flytande metall för att kyla gjutgods, det vill säga att de extraherade gjutgodset nedsänks i flytande metall med hög värmeledningsförmåga, hög kokpunkt och låg smältpunkt (Sn används i mainstream) (se figur 1(b)) för att öka kyleffekten. Kylningsmetod för flytande metall kan förbättra kylningshastigheten för gjutgods och temperaturgradienten för fast-vätskegränssnittet, upp till 200 K/cm, och kan upprätthålla en stabil temperaturgradient, så att kristallisationsprocessen är stabil, så att dendritavståndet kan reduceras avsevärt, och sannolikheten för olika stelningsdefekter kan minskas. Metoden för kylning av flytande metall har emellertid också vissa begränsningar, såsom: utrustningen som krävs av metoden är komplex och den är inte tillräckligt enkel i praktisk drift; Kylmediet Sn är ett skadligt element, och när gjutgodset är nedsänkt i lågsmältande metall som Sn är Sn-vätska lätt att penetrera och förorena gjutgodset. Under de senaste åren har människor optimerat processen från aspekterna av skalberedning och förbättrat bristerna i kylprocessen med flytande metall, som har tillämpats på produktionen av enkristallturbinblad för flygmotorer och stora enkristallturbinblad för mark. gasturbiner.

Dessutom undersöks ständigt nya sätt att öka temperaturgradienten, såsom: Gaskyld gjutningsriktningsstelningsteknik, elektromagnetisk begränsad formningsriktningsstelningsteknik, superkylningsriktningsstelnande, SDS), lasersnabb stelning (LRM), riktningssläckande fluidiserad bädd stelningsteknik, tvådimensionell riktad stelningsteknik (dubbelriktad solidifiering, BDS), riktad stelningsteknik för tunnskalsgjutning. Emellertid är dessa nya teknologier fortfarande omogna och har inte använts vid riktad stelning av gasturbinblad.

Förstärkt kylningsmetod för flytande metallspray

För att övervinna problemen som att gjutning kan vara förorenad av flytande metallkylvätska och gjutdefekter som lätt kan bildas av flytande metallkylningsmetod, utvecklade vår forskargrupp flytande metallspraykylning (LMSC) riktad stelningsteknik och utvecklade industriell riktningsstelningsutrustning. Designstrukturen och syftet med LMSC riktad stelningsugn visas i figur 2. LMSC-tekniken är baserad på LMC-teknik från det ursprungliga sättet att direkt doppa skalet och gjuta i flytande metallvätska för kylning, till användningen av flytande metallvätska för spraykylning av skal och gjutning. Tekniken har egenskaperna av stark värmeavledning, jämn kylning och god värmeisolering mellan isoleringszonen och kylzonen. LMSC-tekniken behåller inte bara fördelarna med LMC-teknikens starka kylkapacitet, utan löser också nackdelarna med LMC-tekniken. På grund av den kontrollerbara flödeshastigheten för den flytande metallvätskan som sprutas, i kombination med justeringen av uttagshastigheten, kan kolumnformade kristaller eller enkristaller med god struktur och mindre dendritavstånd erhållas, vilket kan minska eller till och med undvika bildandet av stelningsdefekter i superlegering. LMSC riktad stelningsteknik är mycket viktig för utveckling och industriell produktion av superlegeringar.