本發(fā)明涉及的澆注技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)和澆注方法。

背景技術(shù)：

目前世界上廣泛應(yīng)用的高溫合金定向凝固鑄件制備方法是bridgman法和lmc法。將制備好的陶瓷型殼放置在真空精密鑄造爐的水冷銅盤上，待陶瓷型殼加熱至預(yù)定溫度后，實(shí)施澆注，然后按照一定速度將注入合金液的陶瓷型殼從真空精密鑄造爐的熱區(qū)(陶瓷型殼加熱器)抽拉至冷區(qū)或金屬冷卻液中，使得合金液形成定向凝固，從而獲得定向凝固鑄件。由于通常陶瓷型殼的預(yù)熱溫度及合金液的澆注溫度遠(yuǎn)高于合金的液相線，澆注后合金液的流動(dòng)性能很好。而陶瓷型殼底盤與水冷銅盤間之間必然存在間隙，受合金液自身重力及澆注時(shí)合金液沖擊的作用，合金液會(huì)快速持續(xù)進(jìn)入陶瓷型殼底盤與水冷銅盤之間的間隙內(nèi)，并逐漸將陶瓷型殼抬起，最終導(dǎo)致嚴(yán)重漏鋼。漏鋼一方面極易損壞鑄造爐，另一方面導(dǎo)致澆注失敗，造成直接經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)和澆注方法，用于減少進(jìn)入陶瓷型殼底盤與水冷銅盤之間的合金液，從而減少漏鋼。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，包括水冷銅盤、設(shè)置在水冷銅盤上的陶瓷型殼，所述的水冷銅盤上設(shè)置有用于夾緊陶瓷型殼的夾緊裝置。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的夾緊裝置包括若干個(gè)設(shè)置在水冷銅盤上的l型的夾子。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的水冷銅盤上設(shè)置有與夾子數(shù)量對(duì)應(yīng)的鎖緊螺釘，所述的夾子上設(shè)置有用于鎖緊螺釘穿過(guò)的滑槽。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的夾子的滑槽內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)鎖緊螺釘。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的夾子設(shè)置有三個(gè)且呈環(huán)形均勻分布在水冷銅盤的圓周方向。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的夾子與水冷銅盤貼合的面為與水冷銅盤圓柱面等徑的內(nèi)凹曲面。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的夾子上方設(shè)置有隔熱裝置。

一種高溫合金定向凝固的澆注方法，在澆注過(guò)程中對(duì)陶瓷型殼施加外力，使陶瓷型殼與水冷銅盤之間的位置關(guān)系不發(fā)生變化。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，采用l型的夾子對(duì)陶瓷型殼進(jìn)行夾持，使夾子的橫向部分對(duì)陶瓷型殼施加壓力，使夾具的豎向部分與水冷銅盤連接。

進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，澆注的速度為2kg/s-3kg/s。

本方案所取得的有益效果是：

(1)本方案通過(guò)對(duì)陶瓷型殼施加外力，使陶瓷型殼與水冷銅盤的位置關(guān)系保持固定，從而避免澆注用的合金液流入到陶瓷型殼與水冷銅盤的間隙后將陶瓷型殼向上抬起，能夠有效防止出現(xiàn)嚴(yán)重漏鋼的現(xiàn)象，保護(hù)鑄造爐的安全，避免澆注失?。?br />
(2)利用l型的夾子便于對(duì)陶瓷型殼施加壓力，同時(shí)也方便夾子本身的安裝、固定，有利于增強(qiáng)陶瓷型殼的穩(wěn)定性；

(3)利用滑槽使夾子的高度能夠進(jìn)行調(diào)整，從而保證夾子對(duì)陶瓷型殼施加穩(wěn)定、有效的壓力。

附圖說(shuō)明

圖1為澆注結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為澆注結(jié)構(gòu)在加熱器內(nèi)的安裝示意圖；

圖4為隔熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中1-陶瓷型殼，2-陶瓷型殼鑄件部分，3-陶瓷型殼底盤，4-水冷銅盤，5-夾子，6-石墨板，8-漏斗，81-澆注管道，9-加熱器，10-隔熱板，11-水冷環(huán)，12-陶瓷型殼澆口杯。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例中，一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，包括水冷銅盤4、設(shè)置在水冷銅盤4上的陶瓷型殼1，所述的水冷銅盤4上設(shè)置有用于夾緊陶瓷型殼1的夾緊裝置。

在進(jìn)行澆注工作時(shí)，利用夾緊裝置將陶瓷型殼1夾緊在水冷銅盤4上，使陶瓷型殼1與水冷銅盤4保持固定連接，受加工誤差等因素影響，陶瓷型殼1與水冷銅盤4之間會(huì)存在一定的間隙，澆注的合金液會(huì)有一部分流入陶瓷型殼1與水冷銅盤4之間的間隙內(nèi)，由于夾緊裝置的夾持作用，能夠避免陶瓷型殼1與水冷銅盤4之間的合金液將陶瓷型殼1抬起而破壞陶瓷型殼1的位置精度，同時(shí)能夠防止在間隙內(nèi)部合金液的作用下使間隙增加，以此能夠保證澆注工作過(guò)程中，陶瓷型殼1的位置始終保持在設(shè)計(jì)的位置，從而保證澆注的質(zhì)量。

實(shí)施例2：

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述的夾緊裝置包括若干個(gè)設(shè)置在水冷銅盤4上的l型的夾子5。采用l型的夾子5，利用橫向部分壓緊陶瓷型殼1，利用豎向部分與水冷銅盤4連接以保持夾子5本身的穩(wěn)定性，能夠根據(jù)水冷銅盤4與陶瓷型殼1的形狀、位置關(guān)系等因素合理布局，并且能夠使夾子5避開陶瓷型殼鑄件部分2，避免夾子5對(duì)澆注工作造成干擾。

本實(shí)施例中，所述的水冷銅盤4上設(shè)置有與夾子5數(shù)量對(duì)應(yīng)的鎖緊螺釘，所述的夾子5上設(shè)置有用于鎖緊螺釘穿過(guò)的滑槽。通過(guò)使滑槽與鎖緊螺釘配合，便于調(diào)節(jié)夾子5的高度，以此能夠適應(yīng)不同高度尺寸的陶瓷型殼底盤3，也能夠進(jìn)行微調(diào)以保證陶瓷型殼底盤3被壓緊，從而提高陶瓷型殼1的穩(wěn)定性。

旋進(jìn)鎖緊螺釘，還能夠利用鎖緊螺釘壓緊夾子5，保證夾子5自身的穩(wěn)定性。夾子5與鎖緊螺釘?shù)穆葆旑^之間能夠設(shè)置墊片，利用墊片能夠提高鎖緊螺釘對(duì)夾子5施加的壓力，并消除夾子5與鎖緊螺釘之間因加工誤差而存在的間隙，從而能夠提高夾子5的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述的滑槽為開口向下的半通槽，在安裝陶瓷型殼1的時(shí)候，不需要完全取出壓緊螺釘，旋出至夾子5能夠快速安裝、取出的程度即可，以此方便快速安裝、拆除陶瓷型殼1，有利于提高工作效率。

本實(shí)施例中，所述的夾子5的滑槽內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)鎖緊螺釘。利用兩個(gè)鎖緊螺釘能夠限制夾子5的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，防止夾子5隨意轉(zhuǎn)動(dòng)而難以壓緊陶瓷型殼1，有利于保證陶瓷型殼1的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述的水冷銅盤4的圓柱面上能夠加工出小平面，將螺釘孔設(shè)置在小平面上，以此能夠提高夾子5的穩(wěn)定性，避免夾子5隨意移動(dòng)而導(dǎo)致陶瓷型殼1的穩(wěn)定性變差。以此也便于加工螺紋孔，避免螺紋孔偏離徑向方向而影響夾子5的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述的夾子5設(shè)置有三個(gè)且呈環(huán)形均勻分布在水冷銅盤4的圓周方向。以此能夠通過(guò)對(duì)陶瓷型殼底盤3的三點(diǎn)施加壓力而使陶瓷型殼底盤3保持穩(wěn)定，避免夾子5占據(jù)陶瓷型殼底盤3上較多的空間而影響澆注工作。

本實(shí)施例中，所述的夾子5與水冷銅盤4貼合的面為與水冷銅盤4圓柱面等徑的內(nèi)凹曲面。以此能夠使夾子5與水冷銅盤4完全貼合，避免夾子5與水冷銅盤4呈線接觸而降低夾子5的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，所述的夾子5與陶瓷型殼底盤3接觸的面設(shè)計(jì)為外凸的圓柱面或圓球面，以此能夠消除因加工誤差而導(dǎo)致夾子5與陶瓷型殼底盤3之間的間隙，從而保證夾子5將陶瓷型殼底盤3壓緊。

實(shí)施例3：

如圖3所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述的夾子5上方設(shè)置有隔熱裝置。澆注工作需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行，利用隔熱裝置將夾子5與高溫環(huán)境進(jìn)行隔離，避免夾子5受高溫影響而導(dǎo)致變形，從而避免陶瓷型殼底盤3的穩(wěn)定性受到影響。

本實(shí)施例中，所述的隔熱裝置采用石墨板6，如圖4所示，所述的石墨板6上設(shè)置有用于陶瓷型殼1穿過(guò)的通孔，將石墨板6覆蓋在陶瓷型殼底盤3上方，使石墨板6遮蓋夾子5，澆注結(jié)構(gòu)整體安裝在加熱器9內(nèi)，陶瓷型殼1在加熱器9內(nèi)被加熱至預(yù)定溫度。

加熱器9設(shè)置在水冷環(huán)11上，水冷環(huán)11上設(shè)置隔熱板10，石墨板6設(shè)置在隔熱板10上。通過(guò)隔熱板10及石墨板6，減少加熱器9對(duì)鑄件糊狀區(qū)部分的熱輻射影響，從而提高其溫度梯度，確保鑄件質(zhì)量。

本實(shí)施例中，所述的加熱器9上設(shè)置有位于陶瓷型殼澆口杯12上方的漏斗8，漏斗8底部設(shè)置有對(duì)準(zhǔn)陶瓷型殼澆口杯12的澆注管道81，通過(guò)向漏斗8灌入用于澆注的合金液，使合金液通過(guò)澆注管道81進(jìn)入陶瓷型殼澆口杯12內(nèi)，將澆注的速度控制在2kg/s-3kg/s，有效降低合金液的充型速度，并使少量合金液優(yōu)先進(jìn)入陶瓷型殼底盤3與水冷銅盤4之間的間隙內(nèi)，經(jīng)水冷銅盤4激冷作用迅速凝固，防止后續(xù)充入的合金液繼續(xù)進(jìn)入間隙。

本實(shí)施例中，其它未描述的內(nèi)容與上述實(shí)施例相同，故不贅述。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，包括水冷銅盤(4)、設(shè)置在水冷銅盤(4)上的陶瓷型殼(1)，其特征在于：所述的水冷銅盤(4)上設(shè)置有用于夾緊陶瓷型殼(1)的夾緊裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的夾緊裝置包括若干個(gè)設(shè)置在水冷銅盤(4)上的l型的夾子(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的水冷銅盤(4)上設(shè)置有與夾子(5)數(shù)量對(duì)應(yīng)的鎖緊螺釘，所述的夾子(5)上設(shè)置有用于鎖緊螺釘穿過(guò)的滑槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的夾子(5)的滑槽內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)鎖緊螺釘。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的夾子(5)設(shè)置有三個(gè)且呈環(huán)形均勻分布在水冷銅盤(4)的圓周方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的夾子(5)與水冷銅盤(4)貼合的面為與水冷銅盤(4)圓柱面等徑的內(nèi)凹曲面。

7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的夾子(5)上方設(shè)置有隔熱裝置。

8.一種高溫合金定向凝固的澆注方法，其特征在于：在澆注過(guò)程中，對(duì)陶瓷型殼(1)施加外力，使陶瓷型殼(1)與水冷銅盤(4)之間的位置關(guān)系不發(fā)生變化。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高溫合金定向凝固的澆注方法，其特征在于：采用l型的夾子(5)對(duì)陶瓷型殼(1)進(jìn)行夾持，使夾子(5)的橫向部分對(duì)陶瓷型殼(1)施加壓力，使夾子的豎向部分與水冷銅盤(4)連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高溫合金定向凝固的澆注方法，其特征在于：澆注的速度為2kg/s-3kg/s。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種高溫合金定向凝固的澆注結(jié)構(gòu)和澆注方法，包括水冷銅盤、設(shè)置在水冷銅盤上的陶瓷型殼，所述的水冷銅盤上設(shè)置有用于夾緊陶瓷型殼的夾緊裝置，在澆注過(guò)程中利用夾緊裝置對(duì)陶瓷型殼施加外力，使陶瓷型殼與水冷銅盤之間的位置關(guān)系不發(fā)生變化。本發(fā)明的有益效果是：本方案通過(guò)對(duì)陶瓷型殼施加外力，使陶瓷型殼與水冷銅盤的位置關(guān)系保持固定，從而避免澆注用的合金液流入到陶瓷型殼與水冷銅盤的間隙后將陶瓷型殼向上抬起，能夠有效防止出現(xiàn)嚴(yán)重漏鋼的現(xiàn)象，保護(hù)鑄造爐的安全，避免澆注失敗。

技術(shù)研發(fā)人員：王海洋;楊照宏;張瓊元;李林蓄;楊啊濤;賀群功;趙代銀;伍林;何建;李應(yīng)平;何磊;徐鵬;裴玉冰

受保護(hù)的技術(shù)使用者：東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.05.22

技術(shù)公布日：2020.08.28