Способ получения отливок направленной кристаллизацией Советский патент 1988 года по МПК B22D27/04 

д;

(Х О5 4:

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения отливок направленной кристаллизацией, и может быть использовано для изготовления отливок крупногабаритных турбинных лопаток.

Цель изобретения - повышение плотности отливок и производительности процесса.

Способ включает изготовление и размещение в графитовом профильном контейне- ре с полостью переменного сечения, установленном большим основанием на поддоне-холодильнике, керамической оболочковой литейной формы для отливки преимущественно крупногабаритных турбинных лопаток длиной 300-500 м, заполнение контейнера с литейной формой высокотеплопроводным огнеупорным наполнителем, равномерный нагрев в печи подогрева боковой поверхности контейнера до 1100-1500°С, залив,ку сверху литейной формы сплавом при температуре, превышающей на 80-120°С температуру ликвидус, и последовательное извлечение контейнера с литейной формой из печи подогрева в процессе кристаллизации отливки.

При этом загГолнепие контейнера наполнителем ведут послойно с использованием в каждом последующем слое наполнителя более крупной фракции и уменьщением плотности и толщины слоя наполнителя вокруг формы.

Изменение плотности наполнителя по вы- соте формы и толщины его слоя вокруг нее позволяют при равномерном нагреве боковой поверхности контейнера создать в полости формы положительный температурный градиент, равный 12-2,0°С/мм, который в сочетании с верхней заливкой сплава в фор- му при относительно низкой температуре и постепенной вытяжкой формы из печи подогрева позволяет создать более благоприятные условия для направленной кристаллизации и получить плотную направленную структуру ао всей высоте отливки. При этом скорость вытяжки формы из печи подогрева подбирается экспериментально, исходя из марки сплава, размеров и толщины станки отливки и требуемой структуры.

Пример 1. Отливают направляющую ло- патку турбины ГТ-100. Высота рабочей части лопатки 300 мм. Расход металла на отливку 6 кг, на литниковую систему - 5 кг. Оболочковую форму устанавливают в графитовом профильном контейнере и заформо- вывают графитовой крошкой на всю высоту одной фракцией 8-10 мм. Контейнер нагревают в течение 4 ч при температуре печи 1500°С. Средний температурный градиент в литейной форме составляет 0,6°С/мм. Форму заливают сплавом ЭЙ-893Л при 1500°С (на 150°С выще температуры ликвидус). Скорость вытягивания формы из печи подогрева составляет 4 мм/мин. После кристаллизации

и охлаждения отливку отделяют от керамической оболочки, удаляют стержень и передают на рентгеновский контроль.

Лопатка забракована из-за усадки в месте перехода от пера к замковой части и усадочной рыхлости пера.

Пример 2. При изготовлении лопатки, в отличие от примера 1, оболочковую форму заформовывают в контейнере наполнителем послойно: нижнюю часть формы на высоту 2/3 высоты оболочки обсыпают графитовой крошкой фракции 2-3 мм, а верхнюю оставшуюся часть формы - более крупной крош- кой фракции 8-10 мм. После нагрева контейнера в течение 3,5 ч средний градиент в форме составляет 1,4°С/мм. Сплав заливают при 1430° (на 80°С выгпе температуры ликвидус). Форму вытягивают из печи со скоростью 5 мм/мин.

Лопатка плотная и не имеет усадочных дефектов.

Пример 3. Оболочку заформовывают в контейнере послойно: нижний слой на половину йысоты из наполнителя фракции 2- 3 мм, а верхний из наполнителя фракции 8-10 мм. Форму нагревают в печи 3 ч. Средний температурный градиент в оболочке 1,6°С/мм. Сплав заливают при 1450°С (на 100°С выше температуры ликвидус). Форму вытягивают со скоростью 8 мм/мин.

Получена плотная отливка без усадочных дефектов с направленной структурой.

Пример 4. Оболочку заформовывают в контейнере послойно: нижний слой на высоту 1/5 высоты оболочки из наполнителя фракции 2-3 мм, следующий слой до половины высоты наполнителем фракции 5-6 мм, и верхнюю часть наполнителем 8-10 мм. Средний температурный градиент в оболочке 1.8°С/мм. Сплав заливают при 1470°С (на ,120°С выше температуры ликвидус). Форму вытягивают из печи подогрева со скоростью 10 мм/мин.

Отливка получена годной без усадочных дефектов с плотной направленной структурой.

Во всех примерах скорость вытягивания замковой и прибыльной частей литейной формы снижают вдвое для улучшения питания прибылью массивной замковой части отливки.

Таким образом, предложенный способ позволяет получать крупногабаритные турбинные лопатки с плотной направленной структурой и повысить производительность процесса за счет увеличения скорости направленной кристаллизации отливок.

Формула изобретения Способ получения отливок направленной кристаллизацией, преимущественно крупногабаритных турбинных лопаток, включающий размещение оболочковой литейной -формы в графитовом контейнере, установленном на поддоне-холодильнике, заполнение контейнера вокруг литейной формы высокотеплопроводным огнеупорным наполнителем, равномерный нагрев с боковой поверхности контейнера с литейной формой и наполнителем в печи подогрева, заливку сверху жидкого металла в литейную форму и последующую кристаллизацию и охлаждение отливки в процессе вытяжки контейнера с литейной формой из печи подогрева.

отличающийся тем, что, с целью повышения плотности отливок и производительности процесса, заполнение контейнера ведут послойно с использованием в каждом последующем слое наполнителя более крупной фракции и уменьшением плотности и толщины слоя наполнителя вокруг формы, а заливку производят жидким металлом при температуре, превышающей на 80-120°С температуру

ЛИКВИДУС.

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к способам получения отливок направленной кристаллизацией, и может быть использовано для изготовления отливок крупногабаритных турбинных лопаток. Цель изобретения - повышение плотности отливок и производительности процесса. Способ включает изготовление и размещение в графитовом профильном контейнере, установленном на поддоне-холодильнике, керамической оболочковой формы, заполнение контейнера вокруг формы высокотеплопроводным огнеупорным наполнителем, равномерный нагрев боковой поверхности контейнера в печи подогрева до температуры 1100-1500°С, заливку сверху литейной формы сплавом при температуре, превышающей на 80-120°С; температуру ликвидус, и последовательное извлечение контейнера с литейной формой из печи подогрева в процессе кристаллизации отливки. При этом заполнение контейнера наполнителем ведут послойно с использованием в каждом последующем слое наполнителя более крупной фракции и уменьшением плотности и толщины слоя наполнителя вокруг формы. S (Я